蓝灰色调双银低辐射节能玻璃的制作方法

文档序号:10982825
蓝灰色调双银低辐射节能玻璃的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种蓝灰色调双银低辐射节能玻璃,属于环保节能建筑材料领域,该节能玻璃膜层结构依次为:玻璃基片、第一层打底层氮化硅层、第二层种子层氧化锌层、第三层功能层银层、第四层保护层镍镉层、第五层介质层氮化硅层、第六层介质层氧化锌锡层、第七层种子层氧化锌层、第八层功能层银层、第九层保护层镍镉层、第十层介质层氧化锌铝层、第十一层氮化硅层、第十二层保护层石墨层。该节能玻璃通过对玻璃基片上镀制膜层材料和膜层厚度设置,可以实现室外反射灰色和蓝色调颜色,同时可见光透过在42%~60%之间。所得产品性能优良,遮阳系数小于0.3,选择系数大于1.4,非常适用于长年环境温度较高,平均日照强烈的气候炎热地区。
【专利说明】
蓝灰色调双银低辐射节能玻璃
技术领域
[0001] 本实用新型涉及环保节能建筑材料领域,具体涉及一种蓝灰色调双银低辐射节能 玻璃。
【背景技术】
[0002] 低辐射镀膜玻璃("Low-E"玻璃)是一种对波长4.5~25um的红外线有较高反射比 的镀膜玻璃。这种镀膜玻璃对可见光具有高透光性,保证了室内的采光,又对远红外光具有 高反射性,从而做到阻止玻璃吸收室外热量再产生热辐射将热量传入室内,又将室内物体 产生的热量反射回来,达到降低玻璃的热辐射通过量的目的。从而实现降低建筑物供暖制 冷的能耗。
[0003] Low-E玻璃的性能主要靠可见光透过率、遮阳系数以及选择系数来衡量。其中:遮 阳系数,玻璃遮挡或抵御太阳光能的能力,英文为Shading Coefficient,实际通过玻璃的 热量与通过厚度为3_厚标准玻璃的热量与的比值;选择系数,镀膜玻璃选择系数是国家承 认的,在玻璃行业里面衡量玻璃节能型的重要指标。选择系数=透过率/遮阳系数。所以,如 果low-e玻璃的遮阳系数越低,可见光透过率越高,其节能性就越好。常见单银low-E节能玻 璃的选择系数为1. 〇~1.2,双银low-E节能玻璃的选择系数为1.2~1.5。
[0004] 现有双银低辐射节能玻璃,由于其不能实现钢化后使用,导致在部分建筑中的弯 弧部分无法使用,在一定程度上限制了产品的使用;另外,不可钢化的双银低辐射节能玻 璃,只能够先切磨钢后再进行镀膜,由于不同工程产品尺寸各不相同,致使在生产时,无法 实现镀膜设备装载率最大化,导致设备能耗较高;再者,不可钢化的双银低辐射节能玻璃, 只能在原厂合完中空后,再运输至安装地,运输成本较高。
[0005] 中国专利申请CN202344955U与CN202671425U分别公开了两种可钢化双银低辐射 镀膜玻璃,虽然都能够满足异地加工使用要求,但是两者都属于高透可钢化双银技术,产品 可见光透过率大于60%,高透型产品一般适用于北方寒冷地区,对于气候炎热地区则不太 适用。已公布的技术方案尚无低透过率高性能遮阳型,且室外反射色呈灰色或蓝灰色调的 可钢化双银产品。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的发明目的在于克服现有技术中所存在的上述不足,提供一种蓝灰色 调双银低辐射节能玻璃,该节能玻璃可以实现室外反射灰色和蓝色调颜色,同时可见光透 过率在42 %~60 %之间。
[0007] 为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案为:
[0008] -种低辐射镀膜玻璃,其特征在于,该玻璃膜层结构依次为:玻璃基片、第一层打 底层氮化硅层、第二层种子层氧化锌层、第三层功能层银层、第四层保护层镍镉层、第五层 介质层氮化硅层、第六层介质层氧化锌锡层、第七层种子层氧化锌层、第八层功能层银层、 第九层保护层镍镉层、第十层介质层氧化锌铝层、第十一层氮化硅层、第十二层保护层石墨 层。
[0009] 进一步地,低辐射镀膜玻璃采用离线磁控溅射或原子沉积技术镀膜制成。
[0010] 进一步地,第一层打底层氮化硅层的厚度在5nm到10nm之间,第五层介质层氮化硅 层厚度在25nm到40nm之间,第^^一层氮化娃层厚度在25nm到35nm之间。在本方案中,根据 不同实例的需要,氮化硅层可以是按照化学计量比的Si 3N4,也可以是含有富裕Si类型的氮 化硅层。镀膜玻璃在钢化时,温度可以达到600°C至700°C,因此,含有自由Si的氮化硅层可 以阻挡玻璃中Na离子的迀移,从而避免因Na离子迀移对功能层Ag层产生的破坏作用。在本 方案中,氮化娃层含有〇~l〇wt%比例的错(A1)元素,氮化层的沉积通过Si祀或者SiAl在氩 气和氮气气氛条件下溅射生成。
[0011] 进一步地,第二层种子层氧化锌层的厚度在8nm到15nm之间,第七层种子层氧化锌 层厚度在5nm到15nm之间。氧化锌可以提高整个膜层的平整度,以便于功能层Ag的沉积生 长,平整连续的Ag层有助于提高整个膜层的红外反射率,减低膜层的面电阻。在本方案中实 现的氧化锌层含有1~l〇wt%的A1元素,A1元素的加入有助于对功能层Ag层的保护,防止其 在加热过程中发生氧化,同时可以降低膜层面电阻。上述氧化锌层通过含A1元素的Zn金属 在氩气和氧气氛围下溅射生成。
[0012] 进一步地,第三层功能层银层的厚度在15nm到25nm之间,第八层功能层银层的厚 度在5nm到15nm之间。此厚度范围内的银膜能形成连续膜,并且透明,这样能允许大部分的 可见光透过,并能反射掉大多数的红外光。为了保证功能层Ag的效果,在Ag层上必须生长一 层保护层。
[0013] 进一步地,第四层保护层镍镉层的厚度在lnm到5nm之间,第九层保护层镍镉层的 厚度在lnm到5nm之间。保护层通常位于Ag层之上,介于功能层Ag和介质层SiNx之间,本方案 中的保护层为NiCr或者NiCrN x,该层不仅能够保护Ag在玻璃钢化加热过程中免受氧化,还 有一定的吸收作用,在产品颜色调节上起到一定的作用。保护层通过NiCr合金靶材在纯氩 气分为下进行溅射沉积,Ni和Cr的比例可以任意,含N的保护层的溅射在氩气和氮气分为 下进行溅射,NiCrNx膜层中N元素的含量为0~12wt%。
[0014]进一步地,第六层介质层氧化锌锡层的厚度范围在40nm到65nm之间。玻璃在钢化 炉高温受热时,氧化锌锡可以有效的提高膜层颜色的稳定性。氧化锌锡层通过ZnSn合金靶 在氩气和氧气氛围下进行溅射,Zn和Sn的比例为50:50。
[0015]进一步地,第十层介质层氧化锌铝层的厚度范围在2nm到l〇nm之间。氧化锌错,俗 称ΑΖ0,是一种透明导电氧化物。在膜层中增加氧化锌铝,不仅可以保护产品在钢化加热过 程中免受氧气的侵蚀作用,同时还能提升膜层的整体导电率,降低膜层的阻抗,提升膜层的 红外反射效果。
[0016] 进一步地,第十二层保护层石墨层的厚度在3nm到10nm之间。石墨具有良好的润滑 作用,将石墨镀制在膜层最上层,可以有效提高膜层的机械性能,防止在运输、加工过程中 膜面产生划伤。
[0017] 上述双银镀膜低辐射玻璃中由于有2个单银膜系叠加在一起,使膜层的辐射率更 低,同时也使可见光的透过率有所降低。第三层和第八层功能层银层控制整个膜系的表面 电阻,决定膜系的辐射率,并直接影响膜系的透射比和反射比,银层可以反射掉大部分太阳 能中的热辐射,起到低辐射节能效果。但由于银膜质软,不耐磨,且与玻璃基体的结合程度 也较差,通常在银膜两侧加介质膜。第一层打底介质层提高膜层对玻璃基片表面的附着力; 第二层和第七层种子层氧化锌层主要作用是保护膜层;第四层和第九层保护层镍镉层作为 在功能层银层与外层介质层之间的阻挡层,能够阻止银层氧化并提高银层与外层介质层的 膜层结合力,防止银层在溅射过程中凝结成块,使银层连续化,同时可以有效的提高膜层的 化学和机械稳定性;第六层介质层氧化锌锡层作为银层内侧介质层,能够提高功能层银层 与玻璃基片表面的结合强度,同时兼有调节膜系光学性能和颜色的作用;第十层介质层氧 化锌铝层作为银层外层介质膜,既是减反射膜也是保护膜,在可见光和近红外太阳能光谱 中起减反射作用,以提高此波长范围内的太阳光透射比,同时保护银膜不被氧化,提高膜系 的物化性能;第五层和第十一层介质层氮化硅层能够提高膜层的机械性能,可有效防止划 伤,而且具有较高的折射率;第十二层保护层石墨层利用石墨良好的润滑特性,可以有效的 避免产品在运输和加工过程中膜面产生的损伤。
[0018] 采用上述顺序膜层镀制的低辐射玻璃,调节膜层厚度,可以改变膜层之间对可见 光的透射、吸收和反射比例。光学原理已知不同厚度的薄膜材料组合时,可以使可见光通过 膜层后,反射光发生干涉现象。发明人在不经意间发现选用上述膜层材料,按照一定的顺序 进行镀膜,在上述膜层厚度范围内,调节薄膜的厚度,能够使各个波长段的自然光得到适宜 的反射、透射比,玻璃表现出时尚的蓝灰外观。
[0019] 与现有技术相比,本实用新型通过将不同膜层材料进行组合和膜层厚度设置,可 以实现室外反射灰色和蓝色调颜色,钢化后室外反射色a*(代表红绿程度,其值越负,颜色 越绿,反之则越红)在-2~-5之间,室外反射b*(代表黄蓝程度,其值越负,颜色越蓝,反之则 越黄)在-2~-14之间。同时可见光透过率在42 %~60 %之间。所得产品性能优良,遮阳系数 小于0.3,选择系数大于1.4。同时,顶层保护层增加石墨C,利用石墨良好的润滑特性,可以 有效的避免产品在运输和加工过程中膜面产生的损伤。
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型所述蓝灰色调双银低辐射节能玻璃的结构图。
[0021 ]图中标记:1-玻璃基片,2-第一层打底层氮化硅层,3-第二层种子层氧化锌层,4-第三层功能层银层,5-第四层保护层镍镉层,6-第五层介质层氮化硅层和第六层介质层氧 化锌锡层的组合层,7-第七层种子层氧化锌层,8-第八层功能层银层,9-第九层保护层镍镉 层,10-第十层介质层氧化锌铝层和第十一层氮化硅层的组合层,11-第十二层保护层石墨 层。
【具体实施方式】
[0022]下面结合试验例及【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解 为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本【实用新型内容】所实现的技术 均属于本实用新型的范围。
[0023] 实施例1
[0024]利用真空离线磁控溅射镀膜设备,在6mm优质浮法玻璃基片上,由内到外依次镀制 7nm氮化娃层、9nm氧化锌层、17nm银层、3nm镍络层、29nm氮化娃层、40nm氧化锌锡层、1 Onm氧 化锌层、12nm银层、3nm镍络层,5nm陶瓷氧化锌错层、28nm氮化娃层和5nm石墨层。
[0025] 实施例2
[0026] 利用真空离线磁控溅射镀膜设备,在6mm优质浮法玻璃基片上,由内到外依次镀制 12nm氮化娃层、1 Onm氧化锌层、17nm银层、3nm氮化镍络层、29nm氮化娃层、39nm氧化锌锡层、 10nm氧化锌层、7nm银层、3nm镍络层,5nm陶瓷氧化锌错层、29nm氮化娃层和5nm石墨层。
[0027] 对比例1
[0028]利用真空离线磁控溅射镀膜设备,在6mm优质浮法玻璃基片上,由内到外依次镀 制16nm氮化娃层、10nm氧化锌层、7nm银层、4nm氧化锌错层、70nm氧化锌锡层、7nm氧化锌层、 21nm银层、4nm镍络层、31nm氮化娃层。
[0029] 对比例2
[0030]利用真空离线磁控溅射镀膜设备,在6mm优质浮法玻璃基片上,由内到外依次镀制 27nm氮化娃层、8nm氧化锌层、5 · 5nm银层、1 · 5nm镍络层、24nm氮化娃层、37nm氧化锌锡层、 7nm氧化锌层、12nm银层、5nm镍络层,4nm陶瓷氧化锌错层、37nm氮化娃层。
[0031] 性能测试
[0032] 按照GB/T18915.1-2002测定上述实施例及对比例制得低辐射玻璃钢化后的光学 参数,进行对比,结果见表1。(a*和b*代表色度坐标,其中a*代表红-绿轴,b*代表黄-蓝轴): 表1:
[0034]从表1可以看出,本实用新型实施例1和2制备的钢化后的双银镀膜低辐射玻璃,相 较对比例1和2制备的低辐射玻璃,在透光率和选择系数光学参数上有一定提升,同时其遮 阳系数较小,能够更好地阻挡阳光热量向室内直接辐射热量。实施例1制备的双银镀膜低辐 射玻璃钢化后其颜色值为L*58.61,a*-2.02,b*-3.37,可以向室外反射灰色调。实施例2制 备的双银镀膜低辐射玻璃钢化后其颜色值为L*54.44,a*-3.41,b*-l 2.03,可以向室外反射 亮丽的蓝色调。
【主权项】
1. 一种低辐射镀膜玻璃,其特征在于,该玻璃膜层结构依次为:玻璃基片、第一层打底 层氮化硅层、第二层种子层氧化锌层、第三层功能层银层、第四层保护层镍镉层、第五层介 质层氮化硅层、第六层介质层氧化锌锡层、第七层种子层氧化锌层、第八层功能层银层、第 九层保护层镍镉层、第十层介质层氧化锌铝层、第十一层氮化硅层、第十二层保护层石墨 层。2. 根据权利要求1所述低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述低辐射镀膜玻璃采用离线磁 控溅射或原子沉积技术镀膜制成。3. 根据权利要求1所述低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述第一层打底层氮化硅层的厚 度在5nm到10nm之间,第五层介质层氮化娃层厚度在25nm到40nm之间,第^^一层氮化娃层厚 度在25nm到35nm之间。4. 根据权利要求1所述低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述第二层种子层氧化锌层的厚 度在8nm到15nm之间,第七层种子层氧化锌层厚度在5nm到15nm之间。5. 根据权利要求1所述低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述第三层功能层银层的厚度在 15nm到25nm之间,第八层功能层银层的厚度在5nm到15nm之间。6. 根据权利要求1所述低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述第四层保护层镍镉层的厚度 在lnm到5nm之间,第九层保护层镍镉层的厚度在lnm到5nm之间。7. 根据权利要求1所述低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述第六层介质层氧化锌锡层的 厚度范围在40nm到65nm之间。8. 根据权利要求1所述低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述第十层介质层氧化锌铝层的 厚度范围在2nm到10nm之间。9. 根据权利要求1所述低辐射镀膜玻璃,其特征在于,所述第十二层保护层石墨层的厚 度在3nm到10nm之间。
【文档编号】B32B9/00GK205674618SQ201620560131
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月8日 公开号201620560131.X, CN 201620560131, CN 205674618 U, CN 205674618U, CN-U-205674618, CN201620560131, CN201620560131.X, CN205674618 U, CN205674618U
【发明人】李建根, 徐伯永, 邓军, 李勇, 黄成龙
【申请人】四川南玻节能玻璃有限公司
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