一种本体着色翡翠绿玻璃及其镀膜制造方法与流程

本发明属于玻璃镀膜技术领域，尤其涉及一种本体着色翡翠绿玻璃及其镀膜制造方法。

背景技术：

随着人们对于建筑材料性能、色彩以及用途的要求日益提高，各种颜色玻璃或是功能性玻璃不断地出现在人们的面前，其中翡翠绿玻璃是人们日常生活中比较常见的玻璃产品之一。为了使得翡翠绿玻璃具有更为完善的特殊功能，现有技术中通常在翡翠绿玻璃上进行镀膜。通过镀膜的翡翠绿玻璃具有良好的色泽及遮阳效果，深受人们所喜爱。

现有技术中，授权公告号为CN20194908Y的专利公开了一种镀有单层氮化钛膜的阳光控制镀膜玻璃，其镀膜方法主要是采用离线工艺；授权公告号为CN101654334A专利公开了一种离线浅绿色低辐射镀膜玻璃及其制备方法，也是采用离线方式在白玻上镀制膜层使其在镀膜后具有翡翠绿颜色以及相同或是更好的性能效果；申请公布号为CN103144381A的专利申请公开了一种绿色低辐射节能玻璃也是以白玻为镀膜基片采用离线方式镀膜后得到具有与绿玻相同的玻璃颜色及效果。可见，现有技术中多采用离线镀制翡翠绿玻璃的膜层。

在线镀膜方法是指在浮法玻璃生产线上的锡槽、过渡辊台或退火窑前端,利用生产线上玻璃自身的热量将喷涂到玻璃表面上的化合物进行分解、扩散,在玻璃表面形成氧化物低辐射膜。这种氧化物膜层已经成为玻璃表面组成的一部分,被称为“硬膜”或在线膜。

相比离线镀膜，在线镀膜方法具有以下几个突出特点：(1)一线二用、调节生产灵活，在浮法线上采用化学气相沉积法(CVD法)进行生产，可以根据市场需要灵活调节其产品品种，既可生产浮法玻璃，也可生产镀膜玻璃；(2)产品可以进行深加工，用化学气相沉积法生产的镀膜玻璃经刚化、热弯处理后，膜层及其颜色均不发生变化；(3)产品理化性能好，用化学气相沉积法生产的镀膜玻璃其膜层牢固、耐磨性、耐酸碱性及耐盐性好。

目前，由于在线镀膜玻璃的镀膜面积大、镀膜装备制造技术及镀膜方法的局限性等原因，在线生产镀膜玻璃的产量和成品率均有待提高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种本体着色翡翠绿玻璃(镀膜玻璃)，该玻璃明亮剔透，镀层均匀牢固、耐磨性好、化学稳定性高、耐碱抗酸性能优于其他镀膜玻璃。本发明还提供了一种生产上述本体着色翡翠绿玻璃的镀膜制造方法，使用该镀膜方法生产的本体着色翡翠绿玻璃可保持玻璃的原有色泽，并且其产量和产品合格率均较高。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种本体着色翡翠绿玻璃，包括玻璃基片，所述玻璃基片中包含有着色剂，所述着色剂包括占玻璃基片如下重量百分比的各组分：0.08-0.1％Fe₂O₃，0.1-0.28％CuO，0.3-0.5％TiO₂；玻璃基片的一侧表面上镀有TiO₂镀层，所述TiO₂镀层为以层流方式在玻璃基片上沉积的三层TiO₂镀层，着色剂中添加有TiO₂，提高了玻璃表面的Ti含量，进而提高了玻璃表面对镀膜气体(TiO₂)的吸附作用，该玻璃镀上TiO₂镀层后膜层均匀牢固，耐磨性好，化学稳定性高，耐碱抗酸性能优于其他镀膜玻璃；另外，玻璃基片中加入该着色剂使得玻璃更加明亮剔透，而Fe₂O₃和CuO的加入解决了TiO₂过量引入而导致的玻璃产生黄色的问题；采用层流的方式进行镀膜，一次镀膜三次沉积成膜，在提高了膜层质量的同时，提高了对镀膜气体(TiO₂)的利用率，减少了废气排放。

上述的本体着色翡翠绿玻璃，优选的，所述TiO₂镀层的总厚度为700-800nm；玻璃基片的厚度为3.6-6mm。

上述的本体着色翡翠绿玻璃，优选的，所述本体着色翡翠绿玻璃的可见光透射比小于26％，颜色均匀性小于或等于2.0，紫外线透过率小于或等于12％，耐磨性大于或等于1.1，耐酸性大于0.20％，耐碱性大于0.60％，遮阳系数小于0.25，相比于现有的翡翠绿镀膜玻璃，本发明的翡翠绿镀膜玻璃(本体着色翡翠绿玻璃)的各项性能均有所提高。

作为一个总的发明构思，本发明另一方面提供了一种上述本体着色翡翠绿玻璃的镀膜制造方法，包括以下步骤：

S1、将翡翠绿玻璃基片置于镀膜装置的下部，使该玻璃基片从第一排废腔的下方经进气腔的下方向第二排废腔的下方输送，所述翡翠绿玻璃基片中包含有着色剂，所述着色剂包括占翡翠绿玻璃基片如下重量百分比的各组分：0.08-0.1％Fe₂O₃；0.1-0.28％CuO；0.3-0.5％TiO₂；

S2、通过进气管向进气腔内通入TiO₂气体，以层流的方式在玻璃基片上沉积三层TiO₂镀层，即完成翡翠绿玻璃基片的镀膜操作。

上述的镀膜制造方法，优选的，所述步骤S2中，以层流的方式在玻璃基片上沉积三层TiO₂镀层具体是指，进气腔内的TiO₂气体经喷口喷出后分为两个流向，分别沿第一反应区从第一排废口进入第一排废腔以及沿第二反应区从第二排废口进入第二排废腔；玻璃基片在第一反应区处与逆向流过的TiO₂气体接触并形成第一层TiO₂镀层；玻璃基片在喷口的下方与从喷口喷出的TiO₂气体接触形成第二层TiO₂镀层；玻璃基片在第二反应区处与同向流动的TiO₂气体形成第三层TiO₂镀层。

上述的镀膜制造方法，优选的，所述步骤S1中，玻璃基片从第一排废腔的下方经进气腔的下方向第二排废腔的下方输送的输送速度为460-650m/h。

上述的镀膜制造方法，优选的，所述步骤S2中，向进气腔内通入TiO₂气体操作中TiO₂气体的流量为550-650L/min。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)通过在玻璃基片中加入包含有0.08-0.1％的Fe₂O₃，0.1-0.28％的CuO，0.3-0.5％的TiO₂着色剂，使得该翡翠绿玻璃明亮剔透，并且Fe₂O₃和CuO的加入弥补了TiO₂过量引入而导致的玻璃产生黄色的缺陷。

(2)在着色剂中使用TiO₂提高了玻璃表面的TiO₂含量，进而提高了玻璃表面对镀膜气体(TiO₂)的吸附作用，使得经镀膜后的玻璃膜层均匀牢固，耐磨性好，化学稳定性高，耐碱抗酸性能优于其他镀膜玻璃。

(3)采用层流方式进行镀膜，一次镀膜三次沉积成膜，在保证膜层质量的同时，也提高了对镀膜气体(TiO₂)的利用率，减少了废气排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的镀膜制造方法所用的镀膜装置的结构示意图。

图2为沿图1中B-B面的剖视结构示意图。

图例说明：

1、第一排废腔；2、进气腔；3、第二排废腔；4、第一排废口；5、第二排废口；6、喷口；7、第一反应区；8、第二反应区；9、排废管；10、进气管。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

需要特别说明的是，当某一元件被描述为“连接于”另一元件上时，它可以是直接连接在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接连接在另一元件上。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

一种本实施例的本体着色翡翠绿玻璃(镀膜玻璃)，该本体着色翡翠绿玻璃包括玻璃基片，玻璃基片中包含有着色剂，着色剂的主要化学成为Fe₂O₃、CuO和TiO₂，其含量分别为玻璃基片重量的0.1％、0.28％和0.5％。该玻璃基片的一侧表面上镀有TiO₂镀层，该TiO₂镀层为以层流的方式在玻璃基片上依次镀上的三层镀层，其中，TiO₂镀层的总厚度为700nm，玻璃基片的厚度为3.6mm。

如图1和图2所示，生产本实施例的本体着色翡翠绿玻璃所用的镀膜装置包括依次并列设置的第一排废腔1、进气腔2和第二排废腔3，该第一排废腔1和第二排废腔3的底部分别设有第一排废口4和第二排废口5，进气腔2的底部设有喷口6，该喷口6与第一排废口4之间形成第一反应区7，喷口6与第二排废口5之间形成第二反应区8，喷口6与翡翠绿玻璃基片等宽，第一排废腔1和第二排废腔3的顶部均与一排废管9连通，进气腔2的顶部与一进气管10相连。

本实施例的本体着色翡翠绿玻璃的镀膜制造方法如下：通过进气管11向进气腔2内通入TiO₂气体，将翡翠绿玻璃基片(该翡翠绿玻璃基片中包含有着色剂，该着色剂包括占玻璃基片如下重量百分比的各组分：0.08-0.1％Fe₂O₃；0.1-0.28％CuO；0.3-0.5％TiO₂)置于镀膜装置的下部，使玻璃基片从第一排废腔1的下方经进气腔2的下方向第二排废腔3的下方输送，进气腔2内的TiO₂气体从底部的喷口6喷出后分为两个流向，一部分气体沿第一反应区7从第一排废口4进入第一排废腔1，另一部分气体沿第二反应区8从第二排废口5进入第二排废腔3，玻璃基片在第一反应区7的下方与逆向流过的TiO₂气体接触形成第一层TiO₂镀层，玻璃基片在喷口6的下方与从喷口6喷出的TiO₂气体接触形成第二层TiO₂镀层，然后，玻璃基片继续输送至第二反应区8的下方与同向流动的TiO₂气体形成第三层TiO₂镀层，即完成镀膜，在玻璃基片表面一次镀膜沉积三层TiO₂镀层，得到本发明的本体着色翡翠绿玻璃。镀膜后的TiO₂气体分别从第一排废口4和第二排废口5进入第一排废腔1和第二排废腔3，然后由设于第一排废腔1和第二排废腔3顶部的排废管9进行收集排出。在镀膜过程中，玻璃基片的输送速度为460m/h，向进气腔2内通入TiO₂气体的流量为550L/min。

本实施例中的本体着色翡翠绿玻璃镀膜前后的性能对比数据如表1所示。其中，可见光透射比和紫外线透过率采用UV3600紫外分光光度计进行测试；颜色均匀性采用色彩色差计进行测试；耐酸碱性测试采用将试样泡入1N的盐酸或氢氧化钠溶液中24h进行测试；耐磨性测试在磨耗试验机上进行；遮阳系数采用国家标准GB/T2680-94建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定方法进行测试。

表1本实施例中的本体着色翡翠绿玻璃镀膜前后的性能对比数据

由表1可知，本实施例的本体着色翡翠绿玻璃镀膜后颜色均匀，紫外线透过率低，可见光透射比小于26％,遮阳系数小于0.25；颜色均匀性(△E*ab)≤2.0,耐磨性大于或等于1.1，耐酸性大于0.20％，耐碱性大于0.60％。

实施例2

一种本实施例的本体着色翡翠绿玻璃，该本体着色翡翠绿玻璃包括玻璃基片，玻璃基片中包含有着色剂，着色剂的主要化学成为Fe₂O₃、CuO和TiO₂，其含量分别为玻璃基片重量的0.08％、0.1％和0.3％。该玻璃基片的一侧表面上镀有TiO₂镀层，该TiO₂镀层为以层流的方式在玻璃基片上依次镀上的三层镀层，其中，TiO₂镀层的总厚度为800nm，玻璃基片的厚度为6mm。

如图1和图2所示，生产本实施例的本体着色翡翠绿玻璃所用的镀膜装置包括依次并列设置的第一排废腔1、进气腔2和第二排废腔3，该第一排废腔1和第二排废腔3的底部分别设有第一排废口4和第二排废口5，进气腔2的底部设有喷口6，该喷口6与第一排废口4之间形成第一反应区7，喷口6与第二排废口5之间形成第二反应区8，喷口6与翡翠绿玻璃基片等宽，第一排废腔1和第二排废腔3的顶部均与一排废管9连通，进气腔2的顶部与一进气管10相连。

本实施例的本体着色翡翠绿玻璃的镀膜制造方法如下：通过进气管11向进气腔2内通入TiO₂气体，将翡翠绿玻璃基片(该翡翠绿玻璃基片中包含有着色剂，该着色剂包括占玻璃基片如下重量百分比的各组分：0.08-0.1％Fe₂O₃；0.1-0.28％CuO；0.3-0.5％TiO₂)置于镀膜装置的下部，使玻璃基片从第一排废腔1的下方经进气腔2的下方向第二排废腔3的下方输送，进气腔2内的TiO₂气体从底部的喷口6喷出后分为两个流向，一部分气体沿第一反应区7从第一排废口4进入第一排废腔1，另一部分气体沿第二反应区8从第二排废口5进入第二排废腔3，玻璃基片在第一反应区7的下方与逆向流过的TiO₂气体接触形成第一层TiO₂镀层，玻璃基片在喷口6的下方与从喷口6喷出的TiO₂气体接触形成第二层TiO₂镀层，然后，玻璃基片继续输送至第二反应区8的下方与同向流动的TiO₂气体形成第三层TiO₂镀层，即完成镀膜，在玻璃基片表面一次镀膜沉积三层TiO₂镀层，得到本发明的本体着色翡翠绿玻璃。镀膜后的TiO₂气体分别从第一排废口4和第二排废口5进入第一排废腔1和第二排废腔3，然后由设于第一排废腔1和第二排废腔3顶部的排废管9进行收集排出。在镀膜过程中，玻璃基片的输送速度为650m/h，向进气腔2内通入TiO₂气体的流量为650L/min。对该本体着色翡翠绿玻璃镀膜后的透射比、紫外线透过率、颜色均匀性、耐磨性、耐酸性、耐碱性及遮阳系数进行测试(测试方法与实施例1相同)，测试结果见表2。

实施例3

一种本实施例的本体着色翡翠绿玻璃，该本体着色翡翠绿玻璃包括玻璃基片，玻璃基片中包含有着色剂，着色剂的主要化学成为Fe₂O₃、CuO和TiO₂，其含量分别为玻璃基片重量的0.09％、0.19％和0.4％。该玻璃基片的一侧表面上镀有TiO₂镀层，该TiO₂镀层为以层流的方式在玻璃基片上依次镀上的三层镀层，其中，TiO₂镀层的总厚度为750nm，玻璃基片的厚度为4.8mm。

如图1和图2所示，生产本实施例的本体着色翡翠绿玻璃所用的镀膜装置包括依次并列设置的第一排废腔1、进气腔2和第二排废腔3，该第一排废腔1和第二排废腔3的底部分别设有第一排废口4和第二排废口5，进气腔2的底部设有喷口6，该喷口6与第一排废口4之间形成第一反应区7，喷口6与第二排废口5之间形成第二反应区8，喷口6与翡翠绿玻璃基片等宽，第一排废腔1和第二排废腔3的顶部均与一排废管9连通，进气腔2的顶部与一进气管10相连。

本实施例的本体着色翡翠绿玻璃的镀膜制造方法如下：通过进气管11向进气腔2内通入TiO₂气体，将翡翠绿玻璃基片(该翡翠绿玻璃基片中包含有着色剂，该着色剂包括占玻璃基片如下重量百分比的各组分：0.08-0.1％Fe₂O₃；0.1-0.28％CuO；0.3-0.5％TiO₂)置于镀膜装置的下部，使玻璃基片从第一排废腔1的下方经进气腔2的下方向第二排废腔3的下方输送，进气腔2内的TiO₂气体从底部的喷口6喷出后分为两个流向，一部分气体沿第一反应区7从第一排废口4进入第一排废腔1，另一部分气体沿第二反应区8从第二排废口5进入第二排废腔3，玻璃基片在第一反应区7的下方与逆向流过的TiO₂气体接触形成第一层TiO₂镀层，玻璃基片在喷口6的下方与从喷口6喷出的TiO₂气体接触形成第二层TiO₂镀层，然后，玻璃基片继续输送至第二反应区8的下方与同向流动的TiO₂气体形成第三层TiO₂镀层，即完成镀膜，在玻璃基片表面一次镀膜沉积三层TiO₂镀层，得到本发明的本体着色翡翠绿玻璃。镀膜后的TiO₂气体分别从第一排废口4和第二排废口5进入第一排废腔1和第二排废腔3，然后由设于第一排废腔1和第二排废腔3顶部的排废管9进行收集排出。在镀膜过程中，玻璃基片的输送速度为550m/h，向进气腔2内通入TiO₂气体的流量为600L/min。对该本体着色翡翠绿玻璃镀膜后的透射比、紫外线透过率、颜色均匀性、耐磨性、耐酸性、耐碱性及遮阳系数进行测试(测试方法与实施例1相同)，测试结果见表2。

对比例1

一种未在玻璃基片中添加本发明着色剂的翡翠绿镀膜玻璃，该翡翠绿镀膜玻璃包括玻璃基片，该玻璃基片的一侧表面上镀有TiO₂镀层，该TiO₂镀层为以层流的方式在玻璃基片上依次镀上的三层镀层。该翡翠绿镀膜玻璃的镀膜装置和镀膜方法均与实施例1和实施例2中一致。对该翡翠绿镀膜玻璃镀膜后的透射比、紫外线透过率、颜色均匀性以及遮阳系数进行测试(测试方法与实施例1和实施例2中的方法相同)，测试结果见表2。

对比例2

一种未使用本发明的镀膜方法得到的翡翠绿镀膜玻璃，该翡翠绿镀膜玻璃包括玻璃基片，玻璃基片中包含有着色剂，着色剂的主要化学成为Fe₂O₃、CuO和TiO₂，其含量分别为玻璃基片重量的0.1％、0.28％和0.5％。该玻璃基片的一侧表面上镀有TiO₂镀层。

该翡翠绿镀膜玻璃的镀膜装置和镀膜方法采用现有的在线CVD气相沉积装置和方法。对该翡翠绿镀膜玻璃镀膜后的可见光透射比、紫外线透过率、颜色均匀性以及遮阳系数进行测试(测试方法与实施例1和实施例2中的方法相同)，测试结果见表2。

表2实施例1、实施例2、实施例3、对比例1以及对比例2所得翡翠绿镀膜玻璃的性能对比数据

由表2可知，本发明实施例1和实施例2在翡翠绿玻璃本体中添加了着色剂，并且使用本发明特有的镀膜装置以层流的方式一次镀膜沉积三层TiO₂镀层，所得到的翡翠绿镀膜玻璃(本体着色翡翠绿玻璃)的透射比、紫外光透过率、颜色均匀性以及遮阳系数等各项性能均优于对比例1中的未在玻璃基片中添加本发明着色剂以及对比例2中的未使用本发明特有的镀膜制造方法所得到的镀膜玻璃，且本发明实施例1和实施例2的翡翠绿镀膜玻璃耐磨性及耐酸碱性均较好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。