CN108975726A - 超低反可钢化low-e玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及玻璃生产技术领域，具体涉及一种超低反可钢化LOW‑E玻璃，包括玻璃基体以及镀设在所述玻璃基体表面的复合膜层，所述复合膜层包括自所述玻璃基体朝外依次镀设的第一介质层、过渡层、第一种子层、第一功能层、第一保护层、第一AZO层、第二介质层、第二种子层、第二功能层、第二保护层、第二AZO层和第三介质层，所述第一功能层为Cu层，所述第二功能层为Ag层，本发明将第一功能层设置为Cu层，过渡层设置为TiOx层，第一种子层和第二种子层设置为ZnOx层，可降低产品的可见光反射率，解决现有可钢化LOW‑E产品透过色较绿的问题，同时可降低生产成本，本发明在第一介质层和第一种子层之间设置TiOx层作为过渡层，可提高膜层附着力。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃生产技术领域，具体涉及一种超低反可钢化LOW-E玻璃。
背景技术
低辐射镀膜玻璃是在浮法玻璃表面沉积有低辐射功能层的玻璃产品，低辐射功能层对太阳光中的近红外线和生活环境中的远红外线起反射作用，从而降低玻璃对红外线的吸收和辐射。低辐射镀膜玻璃既可用于家庭门窗，也可用于商场、写字楼和高档宾馆的玻璃幕墙及其它需要的场所。
传统的低辐射镀膜玻璃对可见光的反射率较高，随着低辐射镀膜玻璃的大规模运用，“光污染”成为困扰城市居民的急需解决的问题。为减少这种因玻璃幕墙的大规模使用而造成的“光污染”现象，各地方政府纷纷颁布政策法规，对建筑玻璃的外反进行限制。例如上海市规定外反必须小于15％，而涉及到居民居住区的外反一般小于7％～11％不等，有些项目的外反要求小于5％。
目前可高温热处理的低辐射镀膜玻璃可以进行弯形处理，因此能更好的表达建筑的外形设计理念，另一方面也可以较明显的降低生产加工的成本，因而是市面上较为常见的一类产品。尽管采用可钢化镀膜玻璃的建筑在远距离观察时颜色各异，但在近距离观察时，都呈现较为明显的、统一的蓝绿或黄绿色，难以彰显其先进感。造成可钢化镀膜玻璃产品透过色明显偏绿的原因在于，其所镀的复合纳米膜层需要经受较长时间的高温，因此膜层材料中加入了足够的保护层(如SiNx层、NiCr层)以对低辐射银层进行保护。这些保护层对绿光有选择性的透过，导致市面上常见的可钢化镀膜产品透过色的颜色呈淡绿色，影响人的视觉效果。
随着审美角度的不断转变，市场对镀膜产品透过色的需求也变得多样化，透过色较中性的可钢化LOW-E镀膜玻璃产品具有较强的市场需求。
发明内容
本发明提供一种超低反可钢化LOW-E玻璃，其不仅反射率低，而且透过色中性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种超低反可钢化LOW-E玻璃，包括玻璃基体以及镀设在所述玻璃基体表面的复合膜层，所述复合膜层包括自所述玻璃基体朝外依次镀设的第一介质层、过渡层、第一种子层、第一功能层、第一保护层、第一AZO层、第二介质层、第二种子层、第二功能层、第二保护层、第二AZO层和第三介质层，所述第一功能层为Cu层，所述第二功能层为Ag层。
进一步的，所述第一功能层的厚度为9-15nm；所述第二功能层的厚度为6-18nm。
进一步的，所述过渡层为TiOx层。
进一步的，所述过渡层的厚度为6-12nm。
进一步的，所述第一种子层和所述第二种子层为ZnOx层。
进一步的，所述第一种子层以及所述第二种子层的厚度为30-45nm。
进一步的，所述第一介质层和所述第二介质层为SiNx层，所述第三介质层为SiNx层、SiOx层、SiNxOy层或以上任意多层的复合层。
进一步的，所述第一介质层的厚度为38-55nm；所述第二介质层的厚度为50-68nm；所述第三介质层的厚度为36-50nm。
进一步的，所述第一AZO层和所述第二AZO层的厚度为8-10nm。
进一步的，所述第一保护层和所述第二保护层为NiCr层，所述第一保护层的厚度为0.8-6nm；所述第二保护层的厚度为2.1-6nm。
采用以上技术方案后，本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明通过优化各个膜层的厚度，将第一功能层设置为Cu层，过渡层设置为TiOx层，第一种子层和第二种子层设置为ZnOx层，可降低产品的可见光反射率，本发明的玻璃产品的可见光反射率在7％-9％之间，并且将第一功能层设置为Cu层可解决现有可钢化LOW-E产品透过色较绿的问题，同时可降低生产成本；本发明在第一介质层(即打底层)和第一种子层之间设置TiOx层作为过渡层，可解决膜层附着力差的问题，同时能进一步保护功能层。
附图说明
附图1为本发明的超低反可钢化LOW-E玻璃的结构示意图。
其中，
100、玻璃基体；
200、复合膜层；
1、第一介质层；2、过渡层；3、第一种子层；4、第一功能层；5、第一保护层；6、第一AZO层；7、第二介质层；8、第二种子层；9、第二功能层；10、第二保护层；11、第二AZO层；12、第三介质层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种超低反可钢化LOW-E玻璃，包括玻璃基体100以及镀设在玻璃基体100表面的复合膜层200，复合膜层200包括自玻璃基体100朝外依次镀设的第一介质层1、过渡层2、第一种子层3、第一功能层4、第一保护层5、第一AZO层6、第二介质层7、第二种子层8、第二功能层9、第二保护层10、第二AZO层11和第三介质层12。
具体的：
第一功能层4为Cu层，第一功能层4的厚度为9-15nm。第二功能层9为Ag层，第二功能层9的厚度为6-18nm。本发明选用纯金属铜代替传统功能层银作为第一功能层4，相对银来讲，铜对可见光有较强的选择性吸收，致使反射的可见光较少；同时因为铜的选择性吸收，可使玻璃产品透过色成中性色调，解决了传统的可钢化玻璃产品透过色偏绿的问题，由于铜的价格较银低，因此还可以降低生产成本。
过渡层2为TiOx层，过渡层2的厚度为6-12nm。本发明的TiOx层为由纳米尺寸的TiOx粒子互相连接而成的具有三维网络的结构，可与第一介质层1和种子层牢固结合，增加膜层的附着力，能有效解决传统的可钢化玻璃产品膜层附着力差、容易脱膜的问题；另外，TiOx具有较高的折射率，经过光的干涉原理，可提高膜层整体的透光率，降低玻璃面的反射率。
第一种子层3和第二种子层8为ZnOx层，第一种子层3以及第二种子层8的厚度均为30-45nm。本发明将第一种子层3和第二种子层8设置为ZnOx层可提高膜层平整度，给功能层提供更好的生长平台，假使在别的电介质膜层材料之上沉积功能层，所获得的功能层的质量将较差，从而导致玻璃产品的性能下降。同时，由于ZnOx的消光系数K值低，在介质层中渗入ZnOx可以相对的提高整个复合膜层200的透过率，降低可见光反射率。
第一介质层1和第二介质层7为SiNx层，第三介质层12为SiNx层、SiOx层、SiNxOy层或以上任意多层的复合层。第一介质层1的厚度为38-55nm；第二介质层7的厚度为50-68nm；第三介质层12的厚度为36-50nm。本发明第一介质层1、第二介质层7和第三介质层12的膜层材料具有优越的物理性能和抗化学腐蚀性能，镀制而成的膜层具有很强的抗腐蚀、抗机械划伤、抗高温的性能，从而提高了产品的后续加工性能和使用寿命。
另外，由于SiNx层为柱状非晶体结构，而ZnOx层为柱状晶体结构，两者结合力很差，而TiOx层是由纳米尺寸的TiOx粒子互相连接而成的具有三维网络的结构，结构稳定，可在钢化过程中保护功能层，且与SiNx层及ZnOx层都能很好的结合，所以选用TiOx层作为第一介质层1与第一种子层3的过渡层2，以增加膜层的附着力，有效解决了传统的可钢化产品膜层附着力差、容易脱膜的问题；并且TiOx层具有较高的折射率，可提高膜层整体的透光率，降低可见光的反射率；同时因钢化过程中第一介质层1和第一种子层3阻挡氧原子进入功能层的能力都较弱，而TiOx因能和上下层的原子更紧密的结合，可以阻挡氧原子，以防止功能层被氧化。
第一AZO层6和第二AZO层11的厚度为8-10nm。第一保护层5和第二保护层10为NiCr层，第一保护层5的厚度为0.8-6nm；第二保护层10的厚度为2.1-6nm。
复合膜层200中的各个膜层采用磁控溅射镀膜方式依次镀设在玻璃基体100上，将上述制得的镀膜玻璃进行钢化处理，步骤具体如下：将镀膜玻璃置于钢化炉内，镀膜表面的加热温度为670-700℃，由于复合膜层200是低辐射膜层，其性能决定了复合膜层200的吸热能力不如非镀膜面强，为了确保镀膜表面和非镀膜表面吸热一致，避免钢化处理时镀膜玻璃被烧弯，镀膜表面的温度需高于非镀膜表面，玻璃基体100非镀膜表面的加热温度为670-680℃。
以下为具体实施例。
实施例1
超低反可钢化LOW-E玻璃的可钢化双银低辐射镀膜玻璃其复合膜层200的结构为：SiNx层/TiOx层/ZnOx层/Cu层/NiCr层/AZO层/SiNx层/ZnOx层/Ag层/NiCr层/AZO层/SiNx层；
以上各个膜层的厚度依次为：
41nm/6.8nm/43nm/9.8nm/2nm/8.2nm/62.3nm/31.8nm/12.2nm/3nm/9.5nm/39.4nm。
上述玻璃产品的制备方法为：
(1)采用磁控溅射工艺，在玻璃基体100上镀第一介质层1：在中频交流电源的控制下，硅靶在氩气和氮气混合气氛(Ar:N2＝9:7)下溅射沉积，沉积膜层厚度为41nm的第一介质层1，第一介质层1为SiNx层。
(2)采用磁控溅射工艺，在第一介质层1上镀过渡层2：在中频交流电源的控制下，TiOx靶在纯氩气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为6.8nm的过渡层2，过渡层2为TiOx层。
(3)采用磁控溅射工艺，在过渡层2上镀第一种子层3：在中频交流电源的控制下，ZnAl靶在氩气和氧气混合气氛(Ar:O2＝7:10)下溅射沉积，沉积膜层厚度为43nm的第一种子层3，第一种子层3为ZnOx层。
(4)采用磁控溅射工艺，在第一种子层3(ZnOx)上镀第一功能层4：在直流电源的控制下，Cu靶在纯氩气气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为9.8nm的第一功能层4，第一功能层4为Cu层。
(5)采用磁控溅射工艺，在第一功能层4上镀第一保护层5：在直流电源的控制下，NiCr靶在氩气气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为2nm的第一保护层5，第一保护层5为NiCr层。
(6)采用磁控溅射工艺，在第一保护层5上镀第一AZO层6：在中频交流电源的控制下，AZO靶在氩气气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为8.2nm的第一AZO层6。
(7)采用磁控溅射工艺，在第一AZO层6上镀第二介质层7：在中频交流电源的控制下，硅靶在氩气和氮气混合气氛(Ar:N2＝9:7)下溅射沉积，沉积膜层厚度为62.3nm的第二介质层7，第二介质层7为SiNx层。
(8)采用磁控溅射工艺，在第二介质层7上镀第二种子层8：在中频交流电源的控制下，Zn靶在氩气和氧气混合气氛(Ar:O2＝7:10)下溅射沉积，沉积膜层厚度为31.8nm的第二种子层8，第二种子层8为ZnOx层。
(9)采用磁控溅射工艺，在第二种子层8(ZnOx)上镀第二功能层9：在直流电源的控制下，Ag靶在纯氩气气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为12.2nm的第二功能层9，第二功能层9为Ag层。
(10)采用磁控溅射工艺，在第二功能层9上镀第二保护层10：在直流电源的控制下，NiCr靶在氩气气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为3nm的第二保护层10，第二保护层10为NiCr层。
(11)采用磁控溅射工艺，在第二保护层10上镀第二AZO层11：在中频交流电源的控制下，AZO靶在氩气气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为9.5nm的第二AZO层11。
(12)采用磁控溅射工艺，在第二AZO层11镀第三介质层12：在中频交流电源的控制下，硅靶在氩气和氮气混合气氛(Ar:N2＝9:7)下溅射沉积，沉积膜层厚度为39.4nm的第三介质层12，第三介质层12为SiNx层。
将上述制得的镀膜玻璃进行钢化处理，镀膜表面的加热温度为670-700℃，玻璃基体100非镀膜表面的加热温度为670-680℃。
上述制得的玻璃产品钢化前后的颜色如表1所示。
表1
对实施例1获得的玻璃产品进行光学性能测试如下：
钢化前，单片低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.065，玻面反射率为5.33％，可见光透过率53.8％；钢化后，单片低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.071，玻面反射率为8.37％，可见光透过率为60.6％；钢化后a*t＝-0.23、b*t＝0.76，由此可看出钢化后反射率较低，能基本做到无光污染，透过颜色也非常中性。
按照GB9656-2003，对钢化后的玻璃产品进行膜层擦拭，发现膜层不脱膜；对钢化后的玻璃产品进行冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均能满足要求。经检测，敲击实验等级为4级。
实施例2
超低反可钢化LOW-E玻璃的可钢化双银低辐射镀膜玻璃其复合膜层200的结构为：SiNx层/TiOx层/ZnOx层/Cu层/NiCr层/AZO层/SiNx层/ZnOx层/Ag层/NiCr层/AZO层/SiNxOy层；
以上各个膜层的厚度依次为：
53nm/10.9nm/43nm/14.3nm/4.3nm/8.6nm/55.3nm/31.8nm/17.3nm/4.1nm/9.3nm/41.9nm。
以上各个膜层的厚度依次为：
(1)采用磁控溅射工艺，在玻璃基体100上镀第一介质层1：在中频交流电源的控制下，硅靶在氩气和氮气混合气氛(Ar:N2＝9:7)下溅射沉积，沉积膜层厚度为53nm的第一介质层1，第一介质层1为SiNx层。
(2)采用磁控溅射工艺，在第一介质层1上镀过渡层2：在中频交流电源的控制下，TiOx靶在纯氩气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为10.9nm的过渡层2，过渡层2为TiOx层。
(3)采用磁控溅射工艺，在过渡层2TiOx上镀第一种子层3：在中频交流电源的控制下，ZnAl靶在氩气和氧气混合气氛(Ar:O2＝7:10)下溅射沉积，沉积膜层厚度为43nm的第一种子层3，第一种子层3为ZnOx层。
(4)采用磁控溅射工艺，在第一种子层3上镀第一功能层4：在直流电源的控制下，Cu靶在纯氩气气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为14.3nm的第一功能层4，第一功能层4为Cu层。
(5)采用磁控溅射工艺，在第一功能层4上镀第一保护层5：在直流电源的控制下，NiCr靶在氩气气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为4.3nm的第一保护层5，第一保护层5为NiCr层。
(6)采用磁控溅射工艺，在第一保护层5上镀第一AZO层6：在中频交流电源的控制下，AZO靶在氩气气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为8.6nm的第一AZO层6。
(7)采用磁控溅射工艺，在第一AZO层6上镀第二介质层7：在中频交流电源的控制下，硅靶在氩气和氮气混合气氛(Ar:N2＝9:7)下溅射沉积，沉积膜层厚度为55.3nm的第二介质层7，第二介质层7为SiNx层。
(8)采用磁控溅射工艺，在第二介质层7上镀第二种子层8：在中频交流电源的控制下，Zn靶在氩气和氧气混合气氛(Ar:O2＝7:10)下溅射沉积，沉积膜层厚度为31.8nm的第二种子层8，第二种子层8为ZnOx层。
(9)采用磁控溅射工艺，在第二种子层8上镀第二功能层9：在直流电源的控制下，Ag靶在纯氩气气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为17.3nm的第二功能层9，第二功能层9为Ag层。
(10)采用磁控溅射工艺，在第二功能层9上镀第二保护层10：在直流电源的控制下，NiCr靶在氩气气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为4.1nm的第二保护层10，第二保护层10为NiCr层。
(11)采用磁控溅射工艺，在第二保护层10上镀第二AZO层11：在中频交流电源的控制下，AZO靶在氩气气氛下溅射沉积，沉积膜层厚度为9.3nm的第二AZO层11。
(12)采用磁控溅射工艺，在第二AZO层11上镀第三介质层12：在中频交流电源的控制下，硅靶在氩气和氮气混合气氛(Ar:N2:O2＝9:6:1)下溅射沉积，沉积膜层厚度为41.9nm的第三介质层12，第三介质层12为SiNxOy层。
将上述制得的镀膜玻璃进行钢化处理，镀膜表面的加热温度为670-700℃，玻璃基体100非镀膜表面的加热温度为670-680℃。
上述制得的玻璃产品钢化前后的颜色如表2所示。
表2
对实施例2获得的玻璃产品进行光学性能测试如下：
钢化前，单片低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.059，玻面反射率为5.33％，可见光透过率48.6％；钢化后，单片低辐射镀膜玻璃的辐射率为0.063，玻面反射率为7.62％，可见光透过率为53.2％；钢化后a*t＝0.76、b*t＝-0.97，由此可看出钢化后反射率较低，能基本做到无光污染，透过颜色也非常中性。
按照GB9656-2003，对钢化后的玻璃产品进行膜层擦拭，发现膜层不脱膜；对钢化后的玻璃产品进行冲击实验、耐辐照实验、湿热循环实验等均能满足要求。经检测，敲击实验等级为4级。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超低反可钢化LOW-E玻璃，包括玻璃基体以及镀设在所述玻璃基体表面的复合膜层，其特征在于：所述复合膜层包括自所述玻璃基体朝外依次镀设的第一介质层、过渡层、第一种子层、第一功能层、第一保护层、第一AZO层、第二介质层、第二种子层、第二功能层、第二保护层、第二AZO层和第三介质层，所述第一功能层为Cu层，所述第二功能层为Ag层。
2.根据权利要求1所述的一种超低反可钢化LOW-E玻璃，其特征在于：所述第一功能层的厚度为9-15nm；所述第二功能层的厚度为6-18nm。
3.根据权利要求1所述的一种超低反可钢化LOW-E玻璃，其特征在于：所述过渡层为TiOx层。
4.根据权利要求3所述的一种超低反可钢化LOW-E玻璃，其特征在于：所述过渡层的厚度为6-12nm。
5.根据权利要求1所述的一种超低反可钢化LOW-E玻璃，其特征在于：所述第一种子层和所述第二种子层为ZnOx层。
6.根据权利要求5所述的一种超低反可钢化LOW-E玻璃，其特征在于：所述第一种子层以及所述第二种子层的厚度为30-45nm。
7.根据权利要求1所述的一种超低反可钢化LOW-E玻璃，其特征在于：所述第一介质层和所述第二介质层为SiNx层，所述第三介质层为SiNx层、SiOx层、SiNxOy层或以上任意多层的复合层。
8.根据权利要求7所述的一种超低反可钢化LOW-E玻璃，其特征在于：所述第一介质层的厚度为38-55nm；所述第二介质层的厚度为50-68nm；所述第三介质层的厚度为36-50nm。
9.根据权利要求1所述的一种超低反可钢化LOW-E玻璃，其特征在于：所述第一AZO层和所述第二AZO层的厚度为8-10nm。
10.根据权利要求1所述的一种超低反可钢化LOW-E玻璃，其特征在于：所述第一保护层和所述第二保护层为NiCr层，所述第一保护层的厚度为0.8-6nm；所述第二保护层的厚度为2.1-6nm。
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