一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃及其制備方法，多功能層低輻射節(jié)能玻璃主要包括玻璃基片、阻擋層、鈦基功能層、銀鈦基功能層、保護層。兩個功能層可實現(xiàn)低輻射率、高可見光透光率、高紅外反射率，薄膜顏色中性柔和，薄膜分布均勻；相對傳統(tǒng)銀基低輻射節(jié)能玻璃，本發(fā)明具有耐候性、耐腐蝕性強，長期使用性能穩(wěn)定的特點，同時，成本低、工藝流程簡單，生產(chǎn)過程顏色可調(diào)、輻射率低。
【專利說明】一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鍍膜節(jié)能玻璃及其制備方法，特別是一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低輻射節(jié)能玻璃在建筑、汽車等的節(jié)能方面具有重要地位，已經(jīng)成為節(jié)能減排發(fā)展的重要發(fā)展方向。根據(jù)實際應用的不同需求，通過在線或離線鍍膜生產(chǎn)技術(shù)在玻璃表面依次沉積單層或多層功能膜層，實現(xiàn)光譜的選擇性透過和反射，降低空調(diào)取暖費用，同時降低二氧化硫、一氧化碳等有毒氣的排放。當前，傳統(tǒng)的低輻射節(jié)能玻璃基本采用金屬銀作為低輻射率層的多層膜系，其他膜層主要起保護、隔離銀膜層的作用，但金屬銀在自然環(huán)境特別是濕度較高的情況下，極易氧化而失去低輻射節(jié)能效果，因此該類節(jié)能玻璃在使用時耐候性、耐腐蝕性較差，玻璃產(chǎn)品的使用壽命易受其影響，同時，異地加工和運輸成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)問題在于傳統(tǒng)的低輻射節(jié)能玻璃主要采用銀作為功能層，銀具有最低輻射率，但其極易氧化而失效，導致傳統(tǒng)的低輻射節(jié)能玻璃耐候性、耐腐蝕性較差。而本發(fā)明基于以上考慮，采用耐腐蝕性優(yōu)秀的金屬鈦作為功能層，極大的提高了節(jié)能玻璃的使用壽命，并在使用中保持性能參數(shù)的穩(wěn)定，但是一般單個銀層、鈦層較難達到更高的節(jié)能效果，而單純將膜層加厚會影響薄膜可見光透過率和低輻射節(jié)能玻璃顏色，因此為進一步提高節(jié)能效果，在第二功能層中，以鈦為主、銀為輔共同降低輻射率。同時鈦功能層和銀鈦功能層為光電性能調(diào)整層，可用于實現(xiàn)低輻射率、可見光高透過率、紅外紫外高反射率的調(diào)整，也就是說，生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)實際需求，適當調(diào)整兩個功能層的厚度，對顏色、可見光、紫外燈等透光、反射效果進行調(diào)整。
[0004]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃，包括玻璃基片、阻擋層、鈦功能層、銀鈦功能層、保護層，在玻璃基片上由內(nèi)向外方向依次為阻擋層、鈦功能層、銀鈦功能層、保護層，阻擋層用于阻止玻璃基片中的鈉離子、鈣離子等進入功能層影響節(jié)能效果，保護層用于提高薄膜的耐腐蝕、耐磨機械性能，用于對整個膜系的保護。
[0005]鈦功能層是指由材料金屬鈦組成的膜層以及其他如氧化鈦、氮化鈦、氮氧化鈦及鎂、鋅、鋁等金屬的氧化物、氮化物、氮氧化物等介質(zhì)層共同形成的功能層，其中所述鈦功能層優(yōu)選的包括第一氧化鈦膜層、第一金屬鈦膜層、第二氧化鈦膜層，所述鈦功能層膜層順序由內(nèi)向外方向依次為第一氧化鈦膜層、第一金屬鈦膜層、第二氧化鈦膜層，所述鈦功能層中第一氧化鈦膜層的膜層厚度為20?35nm，第一金屬鈦膜層的膜層厚度為6?15nm，第二氧化鈦膜層的膜層厚度為20?35nm。
[0006]銀鈦功能層是指由材料金屬銀組成的膜層和以材料金屬鈦組成的膜層以及其他如氧化鈦、氮化鈦、氮氧化鈦及鎂、鋅、鋁等金屬的氧化物、氮化物、氮氧化物等介質(zhì)層共同形成的功能層，其中所述銀鈦功能層優(yōu)選的包括金屬銀膜層、第二金屬鈦膜層、第三氧化鈦膜層、氧化鋅膜層，所述銀鈦功能層膜層順序由內(nèi)向外依次為金屬銀膜層、第二金屬鈦膜層、第三氧化鈦膜層、氧化鋅膜層，所述銀鈦功能層中金屬銀膜層的膜層厚度為8?12nm，第二金屬鈦膜層的膜層厚度為5?15nm，第三氧化鈦膜層的膜層厚度為20?35nm，氧化鋅膜層的膜層厚度為20?40nm。
[0007]所述阻擋層的材料為氧化硅或者氮化硅，所述阻擋層膜層厚度為20?35nm。
[0008]所述保護層的材料為氧化硅或者氮化硅，所述保護層膜層厚度為25?45nm。
[0009]上述的一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃的制備方法，在溫度在16?26°C、濕度50%以下、濺射氣壓維持在0.1Pa?0.5Pa范圍、潔凈度達到十萬量級的鍍膜環(huán)境下，利用磁控濺射設備，在玻璃基片上依次濺射形成阻擋層、鈦功能層、銀鈦功能層、保護層，其中阻擋層用于阻止玻璃基片中的鈉離子、鈣離子等進入功能層影響節(jié)能效果，所述阻擋層的材料為氧化硅或者氮化硅；保護層用于提高薄膜的耐腐蝕、耐磨機械性能，用于對整個膜系的保護，所述保護層的材料為氧化硅或者氮化硅。
[0010]鈦功能層是指由材料金屬鈦組成的膜層以及其他如氧化鈦、氮化鈦、氮氧化鈦及鎂、鋅、鋁等金屬的氧化物、氮化物、氮氧化物等介質(zhì)層共同形成的功能層，其中所述鈦功能層優(yōu)選的包括第一氧化鈦膜層、第一金屬鈦膜層、第二氧化鈦膜層，所述鈦功能層膜層濺射順序依次為第一氧化鈦膜層、第一金屬鈦膜層、第二氧化鈦膜層，所述鈦功能層中第一氧化鈦膜層的膜層厚度為20?35nm,第一金屬鈦膜層的膜層厚度為6?15nm,第二氧化鈦膜層的膜層厚度為20?35nm。
[0011]銀鈦功能層是指由材料金屬銀組成的膜層和以材料金屬鈦組成的膜層以及其他如氧化鈦、氮化鈦、氮氧化鈦及鎂、鋅、鋁等金屬的氧化物、氮化物、氮氧化物等介質(zhì)層共同形成的功能層，其中所述銀鈦功能層優(yōu)選的包括金屬銀膜層、第二金屬鈦膜層、第三氧化鈦膜層、氧化鋅膜層，所述銀鈦功能層膜層濺射順序依次為金屬銀膜層、第二金屬鈦膜層、第三氧化鈦膜層、氧化鋅膜層，所述銀鈦功能層中金屬銀膜層的膜層厚度為8?12nm，第二金屬鈦膜層的膜層厚度為5?15nm，第三氧化鈦膜層的膜層厚度為20?35nm，氧化鋅膜層的膜層厚度為20?40nm。
[0012]所述阻擋層膜層厚度為20?35nm。
[0013]所述保護層膜層厚度為25?45nm。
[0014]其中，由內(nèi)向外方向是指遠離玻璃基片方向，玻璃基片為最內(nèi)層；氧化鈦膜層的材料為氧化鈦；金屬鈦膜層的材料為金屬鈦；金屬銀膜層的材料為金屬銀；金屬鋅膜層的材料為金屬鋅。
[0015]本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:
(I)本發(fā)明與傳統(tǒng)的低輻射節(jié)能玻璃相比，具有更好的耐候性、耐腐蝕性且膜層結(jié)合力強，可見光透過率高，膜層色彩中性柔和，機械性能好，膜層致密均勻。
[0016](2)由于多功能層包含了兩層金屬鈦膜層，提高了膜系的耐候性、耐腐蝕性，結(jié)合金屬銀膜層，共同降低了熱輻射；同時，通過綜合調(diào)整三個金屬膜層的厚度，可實現(xiàn)低輻射率、可見光高透過率、紅外紫外高反射率的調(diào)整，實現(xiàn)光電性能的調(diào)節(jié)控制。
[0017](3)與傳統(tǒng)低輻射節(jié)能玻璃相比降低了金屬銀的使用，從而降低了生產(chǎn)成本?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0018]圖1是多功能層低輻射節(jié)能玻璃的示意圖；其中，I為玻璃基片，2為阻擋層，31為第一氧化鈦膜層，32為第一金屬鈦膜層,33為第二氧化鈦膜層,41為金屬銀膜層,42為第二金屬鈦膜層，43為第三氧化鈦膜層，44為氧化鋅膜層，5為保護層。
【具體實施方式】
[0019]實施例1
參照圖1所述，一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃，在鍍膜玻璃基片依次疊聯(lián)的連續(xù)沉積阻擋層、鈦功能層、銀鈦功能層、保護層。阻擋層用于阻止玻璃基片中的鈉離子、鈣離子等進入功能層影響節(jié)能效果，阻擋層材料可以是氧化硅或者氮化硅，氧化硅或氮化硅無毒無污染，并且耐腐蝕和耐磨，該層厚度為20?35nm ;鈦功能層為低輻射率層，用于紅外高反射設計，鈦功能層包括第一氧化鈦膜層31、第一金屬鈦膜層32、第二氧化鈦膜層33，依次疊聯(lián)的連續(xù)沉積第一氧化鈦膜層31、第一金屬鈦膜層32、第二氧化鈦膜層33，其中第一氧化鈦膜層31厚度為20?35nm,用于對金屬鈦膜層32功能的保護，同時調(diào)整可見光透光率；第一金屬鈦膜層32厚度為6?15nm，為低輻射率層，用于紅外高反射；第二氧化鈦膜層33厚度為20?35nm，用于對金屬鈦薄膜和后續(xù)金屬銀功能的保護，同時調(diào)整可見光透光率；銀鈦功能層為進一步提高節(jié)能效果，以鈦為主、銀為輔共同降低輻射率，銀鈦功能層包括金屬銀膜層41、第二金屬鈦膜層42、第三氧化鈦膜層43、氧化鋅膜層44，依次疊聯(lián)的連續(xù)沉積金屬銀膜層41、第二金屬鈦膜層42、第三氧化鈦膜層43、氧化鋅膜層44，金屬銀膜層41厚度為8?12nm,與第二金屬鈦膜層42同時為低福射率膜層；第二金屬鈦膜層42厚度為5?15nm,為低輻射率膜層，提高紅外反射率；第三氧化鈦膜層43厚度為20?35nm，用于對低輻射率膜層的保護和可見光透過率調(diào)整；第三氧化鋅膜層44厚度為20?40nm，用于功能層和保護層的隔離；保護層為提高薄膜的耐腐蝕、耐磨機械性能，用于對整個膜系的保護，保護層可以是氧化硅膜層或者氮化硅膜層，保護層膜層厚度為25?45nm。
[0020]本發(fā)明采用連續(xù)式自動化磁控濺射生產(chǎn)，將所需膜層依次沉積在玻璃基片上，膜層具有耐候性和耐腐蝕性能優(yōu)秀、輻射率低、表面電阻小、膜層致密、均勻性好、結(jié)合力強，耐磨的優(yōu)點。本發(fā)明可實現(xiàn)可見光區(qū)域透過率在55%?86%范圍內(nèi)的調(diào)整，紫外線和紅外線反射率在60?81%范圍內(nèi)的調(diào)整，輻射率低，采用中空玻璃方式后，絕熱性能好，可綜合用于幕墻和遮陽玻璃。
實施例2
本發(fā)明一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃制備方法，采用人工或自動化鍍膜，將玻璃基片鍍膜面正對靶材方向裝入基片架并送入磁控濺射設備。玻璃基片送入磁控濺射進片室后，開啟機械泵抽真空,根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍需求，當真空度達到IPa左右數(shù)量級時，啟動傳動系統(tǒng)，打開進片室和緩沖室之間的隔離閥，基片架進入緩沖室，打開抽真空至0.1Pa左右，打開隔離閥，進入工藝腔體室，開啟真空泵抽真空至1.0?4Pa時，充入工作氣體氬氣、工藝氣體氧氣或氮氣(依鍍氧化硅和氮化硅而不同，為前后工藝方便，相關化合物盡量統(tǒng)一采用氧化物或氮化物)，當真空度在0.1Pa?0.5Pa范圍時，開啟鍍膜中頻電源或直流電源，采用恒電流或恒功率方式，起輝后傳動基片架，依次通過阻擋層鍍膜腔體室濺射氧化硅(或氮化硅)膜層；打開后續(xù)隔離閥，進入鈦功能層工藝鍍膜腔體室，采用類似辦法濺射氧化鈦膜層，濺射金屬鈦膜層時，僅通入氬氣即可；當鈦功能層濺射完成后，打開隔離閥進入銀鈦功能層濺射過程，根據(jù)對應氧化物或氮化物通入氬氣、氧氣或氮氣，對金屬濺射時僅通入氬氣，濺射氣壓仍維持在0.1Pa?0.5Pa，完成銀鈦功能層濺射；之后采用相同辦法，完成氧化鋅膜層、保護層(氧化硅或氮化硅膜層)的濺射。鍍膜過程中，由于選擇膜系、厚度、顏色等的不同，通入的工藝氣體流量會有所變化，但需保證濺射氣壓維持在0.1Pa?0.5Pa范圍；整個鍍膜過程采用常溫鍍膜技術(shù)，基片架無需特別加熱，提高了生產(chǎn)效率和膜層均勻性；鍍膜環(huán)境要求在潔凈度達到十萬量級以減少粉塵污染，濕度50%以下，溫度在16?26°C之間，提高薄膜質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃，其特征在于，包括玻璃基片、阻擋層、鈦功能層、銀鈦功能層、保護層，在玻璃基片上由內(nèi)向外方向依次為阻擋層、鈦功能層、銀鈦功能層、保護層，阻擋層用于阻止玻璃基片中的鈉離子、鈣離子等進入功能層影響節(jié)能效果，保護層用于提高薄膜的耐腐蝕、耐磨機械性能，用于對整個膜系的保護。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃，其特征在于，所述鈦功能層包括第一氧化鈦膜層(31)、第一金屬鈦膜層(32)、第二氧化鈦膜層(33)，所述鈦功能層膜層順序由內(nèi)向外方向依次為第一氧化鈦膜層(31)、第一金屬鈦膜層(32)、第二氧化鈦膜層(33),所述鈦功能層中第一氧化鈦膜層(31)的膜層厚度為20~35nm,第一金屬鈦膜層(32)的膜層厚度為6~15nm，第二氧化鈦膜層(33)的膜層厚度為20~35nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃，其特征在于，所述銀鈦功能層包括金屬銀膜層(41)、第二金屬鈦膜層(42)、第三氧化鈦膜層(43)、氧化鋅膜層(44)，所述銀鈦功能層膜層順序由內(nèi)向外依次為金屬銀膜層(41)、第二金屬鈦膜層(42)、第三氧化鈦膜層(43)、氧化鋅膜層(44)，所述銀鈦功能層中金屬銀膜層(41)的膜層厚度為8~12nm，第二金屬鈦膜層(42)的膜層厚度為5~15nm，第三氧化鈦膜層(43)的膜層厚度為20~35nm，氧化鋅膜層(44)的膜層厚度為20~40nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃，其特征在于，所述阻擋層的材料為氧化硅或者氮化硅，所述阻擋層膜層厚度為20~35nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃，其特征在于，所述保護層的材料為氧化硅或者氮化硅，所述保護層膜層厚度為25~45nm。
6.權(quán)利要求1所述的一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃的制備方法，其特征在于，在溫度在16~26°C、濕度50%以下、濺射氣壓維持在0.1Pa~0.5Pa范圍、潔凈度達到十萬量級的鍍膜環(huán)境下，利用磁控濺射設備，在玻璃基片上依次濺射形成阻擋層、鈦功能層、銀鈦功能層、保護層，其中阻擋層用·于阻止玻璃基片中的鈉離子、鈣離子等進入功能層影響節(jié)能效果，所述阻擋層的材料為氧化硅或者氮化硅；保護層用于提高薄膜的耐腐蝕、耐磨機械性能，用于對整個膜系的保護，所述保護層的材料為氧化硅或者氮化硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃制備方法，其特征在于，所述鈦功能層包括第一氧化鈦膜層(31)、第一金屬鈦膜層(32)、第二氧化鈦膜層(33)，所述鈦功能層膜層濺射順序依次為第一氧化鈦膜層(31)、第一金屬鈦膜層(32)、第二氧化鈦膜層(33),所述鈦功能層中第一氧化鈦膜層(31)的膜層厚度為20~35nm,第一金屬鈦膜層(32)的膜層厚度為6~15nm，第二氧化鈦膜層(33)的膜層厚度為20~35nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃制備方法，其特征在于，所述銀鈦功能層包括金屬銀膜層(41)、第二金屬鈦膜層(42)、第三氧化鈦膜層(43)、氧化鋅膜層(44)，所述銀鈦功能層膜層濺射順序依次為金屬銀膜層(41)、第二金屬鈦膜層(42)、第三氧化鈦膜層(43)、氧化鋅膜層(44)，所述銀鈦功能層中金屬銀膜層(41)的膜層厚度為8~12nm，第二金屬鈦膜層(42)的膜層厚度為5~15nm，第三氧化鈦膜層(43)的膜層厚度為20~35nm，氧化鋅膜層(44)的膜層厚度為20~40nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃制備方法，其特征在于，所述阻擋層膜層厚度為20~35nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多功能層低輻射節(jié)能玻璃制備方法，其特征在于，所述保護層膜層厚度為25~45nm。`
【文檔編號】B32B17/06GK103847170SQ201410088350
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】劉戰(zhàn)合, 周鈞, 敖巍巍, 韓匯如 申請人:江蘇匯景薄膜科技有限公司