CN112321173A - 一种灰色低辐射镀膜玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灰色低辐射镀膜玻璃，涉及镀膜玻璃技术领域。所述的灰色低辐射镀膜玻璃，玻璃原片上镀制的膜层结构由下至上包括，第一介质层、第一金属功能层、第二介质层、第二金属功能层、第三介质层、第三金属功能层、保护层；所述第一金属功能层、第二金属功能层、第三金属功能层中，有一层包括Ag层。本发明采用类三银结构，通过膜层优化设计，研发出一款外观为灰色的Low‑E玻璃制品：在光学干涉的作用下，使镀膜玻璃具有灰色浮法原片的颜色，同时具备普通色玻没有的节能效果，可制备成Low‑E中空玻璃及夹层玻璃等产品使用，从而既达到安全、节能效果又达到美观的效果，且生产成本相对色玻镀膜低。
Description
技术领域
本发明涉及镀膜玻璃技术领域，尤其涉及一种灰色低辐射镀膜玻璃。
背景技术
Low-E玻璃又称低辐射玻璃，是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。目前，浮法玻璃主要有普白、超白、茶色、水晶灰、欧洲灰等原片，但此类玻璃无节能效果，且色玻供货周期较长，成本高。
深圳南玻公开号为CN111393038A的技术采用双银结构制备灰色玻璃，该玻璃颜色和欧洲灰存在较大差异，且为双银结构，成本相对较高；信义节能玻璃公开的CN211311326U中涉及的中性灰色镀膜玻璃，其结构设置为在第二和第三金属保护层之间设置颜色调节层(银层)，且专利中未给出具体颜色值，所以无法根据公开内容判段玻璃颜色。中建材光电公开号为CN209872786U的专利技术中涉及一种银灰色热反射镀膜玻璃，该专利结构与信义节能专利结构基本一致，只是颜色调节层银替换为金属Cr层。信义节能玻璃公开号为CN107117832A的专利中膜层结构复杂，且颜色值不同。CN107663029A公开了一种欧洲灰低辐射镀膜玻璃，结构复杂，Ag层和Cu层为特定结构，产品的成本较高。
亟需一种膜层结构简单并具备低辐射性能的欧洲灰Low-E玻璃产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何优化膜层结构和光谱设计，提供一种膜层结构简单并具备低辐射性能的欧洲灰Low-E玻璃产品。
为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：
本发明提供一种灰色低辐射镀膜玻璃，玻璃原片上镀制的膜层结构由下至上包括，第一介质层、第一金属功能层、第二介质层、第二金属功能层、第三介质层、第三金属功能层、保护层；
所述第一金属功能层、第二金属功能层、第三金属功能层中，有任一层包括Ag层；其他两层金属功能层选自NiCr层、Cr层、Cu层或其他具有高吸收率的金属层中的任一种。
可以理解地，其他两层金属功能层，不含有Ag层，可以选自NiCr层、Cr层、Cu层或其他具有高吸收率的金属层中的任一种。本领域技术人员也可以选择其他具有高吸收率的金属材料来替代NiCr、Cr、Cu。
其进一步地技术方案为，所述第一介质层、第二介质层和/或第三介质层为SiNx层、ZnAlOx层、ZnSnOx层中的至少一种。
可以理解地，膜层可采用大型磁控溅射设备进行加工，例如，SiNx膜层可采用氩气和氮气气氛对硅基靶材进行共同溅射，气体比例为1:1～1:2；ZnAlOx层、ZnSnOx层在镀制时，可采用对ZnSn、ZnAl靶材进行氩气和氧气气氛共同溅射的方式，气体比例为1:1～1:2，也可以使用其氧化物陶瓷靶进行纯氩或微氧(通氧量小于50sccm)溅射，Ar气量可选择400-1000sccm。本领域技术人员可根据靶材的特性来选择溅射气氛和参数，本发明对此不做具体限定。
其进一步地技术方案为，包括Ag层的该层金属功能层中，还可以包括Cr层、Cu层或其他具有高吸收率的金属层中的至少一层。
可以理解地，包括Ag层的该层金属功能层，可以是单层结构的Ag层，也可以是Ag层与Cr层、Cu层或其他具有高吸收率的金属层复合的多层结构。
进一步地，含有Cu层和/或Ag层的金属功能层，在Cu层或Ag层上增设一层金属保护层，所述金属保护层为Ti、TiOx、NiCr、Cr、AZO中的一种或几种。
具体为，若一金属功能层含有单层结构的Ag层，在Ag层上增设一层金属保护层，金属保护层的位置为膜层结构由下至上的该Ag层的上方；
若一金属功能层含有多层结构的Ag层，在膜层结构由下至上的该层金属功能层的上方增设一层金属保护层；
若一金属功能层含有单层结构的Cu层，在Cu层上增设一层金属保护层，金属保护层的位置为膜层结构由下至上的该Cu层的上方。
进一步地，所述金属保护层的厚度为0.5nm-3.5nm。
其进一步地技术方案为，所述第一介质层厚度范围为35nm-55nm；所述第二介质层厚度范围25nm-70nm；所述第三介质层厚度范围为45nm-75nm。
其进一步地技术方案为，各金属功能层厚度范围为3nm-9nm。
可以理解地，各膜层的材料以及厚度，可不限于上述限定的范围，因膜层厚度完全与膜层材料、结构、折射率匹配、颜色相关，无法从单一因素进行限定。
其进一步地技术方案为，所述保护层选自SiNx层、ZrSiOx层、或SiNx与ZrOx的组成层。
进一步地，所述保护层的厚度为35nm-50nm。
其进一步地技术方案为，所述玻璃原片为白玻或超白玻。
需要说明的是，本发明提供的方案中，各层所选材料均为优选材料，具体实施中，各层的材料包括但不限于上述材料，上述材料所获得的膜层，除了膜层折射率在要求范围内，其还具有极强的耐酸碱腐蚀性能和超强的耐候性、抗损伤性能。
与现有技术相比，本发明所能达到的技术效果包括：
本发明采用类三银结构，通过膜层优化设计，研发出一款外观为灰色的Low-E玻璃制品：在光学干涉的作用下，使镀膜玻璃具有灰色浮法原片的颜色，同时具备普通色玻没有的节能效果，可制备成Low-E中空玻璃及夹层玻璃等产品使用，从而既达到安全、节能效果又达到美观的效果，且生产成本相对色玻镀膜低。
本发明提供的灰色低辐射镀膜玻璃，使浮法玻璃具有灰玻着色玻璃的色调，并且通过膜层结构及光谱设计优化，简化了膜层结构，使玻璃在不同角度观察时，干扰色变化较小，玻璃颜色始终处于同一色调范围内。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的灰色低辐射镀膜玻璃的结构示意图；
图2为实施例1提供的可钢化的灰色低辐射镀膜玻璃小角度侧面变化结果。
图3为实施例2提供的可钢化的灰色低辐射镀膜玻璃小角度侧面变化结果。
图4为实施例3提供的可钢化的灰色低辐射镀膜玻璃小角度侧面变化结果。
图5为实施例4提供的可钢化的灰色低辐射镀膜玻璃小角度侧面变化结果。
附图标记
玻璃原片1、第一介质层2、第一金属功能层3、第二介质层4、第二金属功能层5、第三介质层6、第三金属功能层7、保护层8。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明提供一种灰色低辐射镀膜玻璃，玻璃原片1上镀制的膜层结构由下至上包括，第一介质层2、第一金属功能层3、第二介质层4、第二金属功能层5、第三介质层6、第三金属功能层7、保护层8；所述第一金属功能层3、第二金属功能层5、第三金属功能层7中，有任一层包括金属Ag层。
所述第一介质层2、第二介质层4和/或第三介质层6为SiNx层、ZnAlOx层、ZnSnOx层中的至少一种。
具体实施例中，包括Ag层的该层金属功能层中，还可以包括Cr层、Cu层或其他具有高吸收率的金属层中的至少一层；其他两层金属功能层，不含有Ag层，可以选自NiCr层、Cr层、Cu层或其他具有高吸收率的金属层中的任一种。
即包括Ag层的该层金属功能层，可以是单层结构的Ag层，也可以是Ag层与Cr层、Cu层或其他具有高吸收率的金属层复合的多层结构。其他两层金属功能层，不含有Ag层，可以选自NiCr层、Cr层、Cu层或其他具有高吸收率的金属层中的任一种。
可以理解地，高吸收率的金属是指金属材料对光的吸收率与NiCr、Cr、Cu相当。
具体实施中，含有Cu层和/或Ag层的金属功能层，在Cu层或Ag层上增设一层金属保护层，所述金属保护层为Ti、TiOx、NiCr、Cr、AZO中的一种或几种。
可以理解地，若一金属功能层含有单层结构的Ag层，在Ag层上增设一层金属保护层，金属保护层的位置为膜层结构由下至上的该Ag层的上方；
若一金属功能层含有多层结构的Ag层，在膜层结构由下至上的该层金属功能层的上方增设一层金属保护层；
若一金属功能层含有单层结构的Cu层，在Cu层上增设一层金属保护层，金属保护层的位置为膜层结构由下至上的该Cu层的上方。
本发明提供的灰色低辐射镀膜玻璃，可由以下制备方法制得：
玻璃原片：厚度可以是3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、19mm的白玻或超白玻原片，也可以是其它厚度或其它形式的基片。
玻璃清洗：采用大型清洗设备，要求纯水电阻率大于1016Ω，对玻璃表面进行清洗抛光处理。
镀膜设备：要求本底真空度在10-6～10-7mbar以上，溅射工艺真空度要求在3～8*10-3mbar之间。
欧洲灰Low-E镀膜玻：在折射率为1.5～1.52之间的玻璃表面，依次镀制各膜层材料，并通过膜层厚度及气氛进行调节。本领域技术人员可根据膜层的材料来选择加工参数，不仅限于磁控溅射法，也可采用化学气象沉积、离子束溅射沉积、蒸镀法等其他物理或化学沉积方法进行制备，本发明对此不做限定。
实施例1
本发明实施例1提供的灰色低辐射镀膜玻璃为可钢化的灰色低辐射镀膜玻璃，膜层结构不含铜，具体的膜层结构和膜层靶材见表1，其中玻璃原片为厚度6mm的白玻。
表1：
| 膜层结构 | 靶层材料 | 膜层厚度(nm) |
| 第一介质层2 | SiNx | 46.0 |
| 第一金属功能层3 | NiCr | 4.3 |
| 第二介质层4 | SiNx | 29.4 |
| 第二金属功能层5 | NiCr | 7.1 |
| 第三介质层6 | SiNx | 56.6 |
| 第三金属功能层7 | Ag | 7.2 |
| 金属保护层 | NiCr | 2.8 |
| 保护层8 | SiNx | 45.9 |
实施例1的灰色低辐射镀膜玻璃，小角度侧面变化结果如图2所示，结果显示，实施例1的产品侧面整体变化a*：-0.81～0.42，b*：-2.63～0.53，即侧面基本上不变色。
将实施例1的灰色低辐射镀膜玻璃进行钢化，将钢化后的玻璃与市售6mm欧洲灰原片的颜色进行对比，结果如表2所示。
表2：
实施例1提供的Low-E欧洲灰由于材料的选用均为耐划伤、耐候性强的介质材质，且不含金属铜，故此结构的Low-E欧洲灰可以进行钢化处理，可以镀制大板产品，其后续加工流程可改为：Low-E欧洲灰大板-切片-磨边-钢化-夹层-中空，且钢化前、钢化后的大板整体色差偏小。
实施例2
本发明实施例2提供的灰色低辐射镀膜玻璃，膜层结构含铜且在第三工程层的，具体的膜层结构和膜层靶材见表3，其中玻璃原片为厚度6mm的白玻。
表3：
实施例2的灰色低辐射镀膜玻璃，小角度侧面变化结果如图3所示，结果显示，实施例2的产品侧面整体变化a*：-0.1～-2.8，b*：-0.1～0.89，即侧面基本上不变色。
将实施例2的灰色低辐射镀膜玻璃与市售6mm欧洲灰原片的颜色进行对比，结果如表4所示。
表4：
实施例3
本发明实施例提供的灰色低辐射镀膜玻璃，膜层结构含铜且在第一金属功能层，具体的膜层结构和膜层靶材见表5，其中玻璃原片为厚度6mm的白玻。
表5：
| 膜层结构 | 靶层材料 | 膜层厚度(nm) |
| 第一介质层2 | SiNx | 39.3 |
| 第一金属功能层3 | Cu | 3.7 |
| 金属保护层 | NiCr | 0.5 |
| 第二介质层4 | SiNx | 47.8 |
| 第二金属功能层5 | NiCr | 8.0 |
| 第三介质层6 | SiNx | 53.4 |
| 第三金属功能层7 | Ag | 8.0 |
| 金属保护层 | NiCr | 3.0 |
| 保护层8 | SiNx | 37.7 |
实施例3的灰色低辐射镀膜玻璃，小角度侧面变化结果如图4所示，结果显示，实施例3的产品侧面整体变化a*：-0.64～0.5，b*：-0.29～-2.89，即侧面基本上不变色。
将实施例3的灰色低辐射镀膜玻璃与市售6mm欧洲灰原片的颜色进行对比，结果如表6所示
表6：
实施例4
本发明实施例提供的灰色低辐射镀膜玻璃，膜层结构含铜，具体的膜层结构和膜层靶材见表7，其中玻璃原片为厚度6mm的白玻。
表7
实施例4的灰色低辐射镀膜玻璃，小角度侧面变化结果如图5所示，结果显示，实施例4的产品侧面整体变化a*：-0.54～0.54，b*：-0.27～-1.98，即侧面基本上不变色。
将实施例4的灰色低辐射镀膜玻璃与市售6mm欧洲灰原片的颜色进行对比，结果如表8所示：
综上，本发明提供的灰色低辐射镀膜玻璃，对于6mm厚的灰色低辐射镀膜玻璃，单片透过色T：34-37％，a*：-0.5～1.25，b*：-2～0.5；膜面颜色a*：-5～3，b*：-5～0；玻面颜色L：26-28，a*：-1～0，b*：-1～0.59；外观颜色为灰色，室内室外反射率低，小角度基本不变色，辐射率E＜0.06。
本发明提供的灰色低辐射镀膜玻璃，通过膜层结构的设置，可以在白玻或超白玻表面镀膜，形成色玻的视觉效果，同时具备低辐射镀膜玻璃的节能效果。
本发明提供的灰色低辐射镀膜玻璃与欧洲灰原片整体玻面颜色色差小于2.5，且由于Low-E玻璃必须合中空使用，故玻面颜色保证中性片灰即可。
本发明提供的灰色低辐射镀膜玻璃可制备成夹层、中空或配合Low-E、热反射等产品使用；不含铜的结构具有可钢化性能，且钢化前、后颜色偏差较小，仍满足欧洲灰色调的本性。
本发明提供的灰色低辐射镀膜玻璃可实现大批量、大尺寸生产，可在浮法白玻的基础上进行生产加工，不会出现着色玻璃的采购难度，并可裁切成小尺寸。
本发明提供的灰色低辐射镀膜玻璃，侧面干扰色从0-60度观察时，颜色处于同一色调。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种灰色低辐射镀膜玻璃，其特征在于，玻璃原片上镀制的膜层结构由下至上包括，第一介质层、第一金属功能层、第二介质层、第二金属功能层、第三介质层、第三金属功能层、保护层；
所述第一金属功能层、第二金属功能层、第三金属功能层中，有任一层包括Ag层；其他两层金属功能层选自NiCr层、Cr层、Cu层或其他具有高吸收率的金属层中的任一种。
2.如权利要求1所述的灰色低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第一介质层、第二介质层和/或第三介质层为SiNx层、ZnAlOx层、ZnSnOx层中的至少一种。
3.如权利要求1所述的灰色低辐射镀膜玻璃，其特征在于，包括Ag层的该层金属功能层中，还可以包括Cr层、Cu层或其他具有高吸收率的金属层中的至少一层。
4.如权利要求1或3所述的灰色低辐射镀膜玻璃，其特征在于，对于含有Cu层和/或Ag层的金属功能层，在Cu层或Ag层上增设一层金属保护层，所述金属保护层为Ti、TiOx、NiCr、Cr、AZO中的一种或几种。
5.如权利要求4所述的灰色低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述金属保护层的厚度为0.5nm-3.5nm。
6.如权利要求1所述的灰色低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第一介质层厚度范围为35nm-55nm；所述第二介质层厚度范围25nm-70nm；所述第三介质层厚度范围为45nm-75nm。
7.如权利要求1所述的灰色低辐射镀膜玻璃，其特征在于，各金属功能层厚度范围为3nm-9nm。
8.如权利要求1所述的灰色低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述保护层选自SiNx层、ZrSiOx层、或SiNx与ZrOx的组成层。
9.如权利要求8所述的灰色低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述保护层的厚度为35nm-50nm。
10.如权利要求1所述的灰色低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述玻璃原片为白玻或超白玻。
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