專利名稱：鍍彩色多層膜的玻璃及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍍膜的玻璃及其生產(chǎn)方法，尤其涉及鍍彩色多層膜的玻璃及浮法在線鍍彩色多層膜玻璃的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的浮法在線鍍彩色膜的玻璃，一種是在玻璃的表面鍍金屬膜，中國專利CN1035651公開了利用金屬離子在電場作用下滲透到玻璃帶的上表層，使玻璃著色的方法，這種著色玻璃對可見光和太陽光輻射的反射比較低，著色層的化學(xué)穩(wěn)定性較差。另一種是在玻璃表面鍍硅膜，通常，采用化學(xué)汽相沉積法鍍硅膜，這種鍍膜玻璃，當(dāng)基片無顏色時(shí)，玻璃膜面反射是銀白色，透射是青銅色，玻璃面反射無色。當(dāng)基片是著色玻璃時(shí)，玻璃膜面反射是銀白色，透射是青銅色與基片顏色的疊加色，玻璃面反射是玻璃基片的顏色。為了生產(chǎn)不同反射顏色的鍍膜玻璃，就必須改變基片玻璃的顏色。但如果為了生產(chǎn)不同顏色的鍍膜玻璃而經(jīng)常變更玻璃基片的顏色是比較困難的，也是不經(jīng)濟(jì)的，而且經(jīng)常變更玻璃顏色對熔窯耐火材料腐蝕嚴(yán)重，影響熔窯使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述單鍍金屬膜或硅膜玻璃產(chǎn)品存在的問題，而提供一種鍍彩色多層膜的玻璃及其生產(chǎn)方法。
發(fā)明的鍍彩色多層膜的玻璃是由玻璃和滲透在玻璃表面以下2～15微米的金屬膜層及沉積在玻璃表面的硅膜組成。
通常，鍍的金屬膜是銅、鈷、鎳、銀、鉻、鐵、鉛、鉍、錫或者其合金體。鍍的硅膜的厚度為20～50納米。
本發(fā)明的鍍彩色多層膜玻璃的生產(chǎn)方法是采用離子滲透法鍍金屬膜層，利用化學(xué)汽相沉積法鍍硅膜。在浮法玻璃生產(chǎn)線錫槽內(nèi) 對高溫玻璃帶施加電場，使金屬離子在電場作用下遷移進(jìn)入玻璃帶表層，在還原氣氛下將金屬離子還原成金屬膠體，在玻璃帶表面形成金屬膜層，然后，使運(yùn)動(dòng)的玻璃帶進(jìn)入反應(yīng)器下，利用化學(xué)汽相沉積法鍍一層硅膜而形成多層膜。
具體實(shí)施方法依次包括如下步驟在浮法玻璃生產(chǎn)線錫槽內(nèi)，玻璃帶拉引速度為250～500米/小時(shí)，以設(shè)在溫度處于650～820℃的玻璃帶上方的金屬電極作為陽極，以玻璃帶下方的錫液作為陰極，在電極上通入直流電流形成電場；利用喂料裝置將一種與金屬電極相匹配的低熔點(diǎn)金屬送入陽極與玻璃帶之間，在電場作用下使金屬電解成離子滲入到玻璃表面以下2～15微米，經(jīng)錫槽內(nèi)的保護(hù)氣體還原，在運(yùn)動(dòng)的熱玻璃帶表面形成金屬膜層，使玻璃帶表面著色；使?jié)B透有金屬膜層的玻璃進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)到反應(yīng)器下，并將鍍硅膜用的混合氣體送入到反應(yīng)器，利用化學(xué)汽相沉積法在玻璃表面再沉積一層硅膜。
通常，金屬電極是銅、鈷、鎳、銀、鉻、鐵或其合金體，所說的低熔點(diǎn)金屬是鉛、鉍、錫及其它們的合金體，加在電極上的直流電流為6～260安培。錫槽內(nèi)的保護(hù)氣體是濃度為5～10％的氫氣和濃度為90～95％的氮?dú)?。將反?yīng)器安裝于溫度為620～660℃的玻璃帶上方。送入反應(yīng)器的鍍膜混合氣體是由硅烷、三氯硅烷和乙烯組成，硅膜是由該混合氣體在玻璃表面進(jìn)行高溫分解反應(yīng)形成。
本發(fā)明在玻璃帶硅膜厚度不變的情況下，改變玻璃帶的溫度，調(diào)節(jié)電極與錫液之間的電流大小，均可生產(chǎn)厚度不同的金屬膜層，從而可生產(chǎn)出不同顏色，如藍(lán)色、灰色、綠色、金黃色、棕紅色和透射比變化的多層膜玻璃。
例如，在溫度為700～800℃、玻璃拉引速度為400米/小時(shí)，鍍膜玻璃板寬為3300毫米，在位于錫槽內(nèi)部玻璃帶上方的陽極金屬選用銅，通過電極的直流電流為26～30安培，其通過喂料裝置送入陽極與玻璃帶之間的低熔點(diǎn)金屬為鉛或鉍，其離子滲透著色過程中形成的膠體分別是銅鉛合金和銅鉍合金，其玻璃顏色分別為灰綠色和棕紅色。
本發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)是通過多層鍍膜能有效地改善玻璃的光學(xué)性能。
表1是以銅電極為陽極，鉛為低熔點(diǎn)金屬，銅鉛金屬膜層的單膜玻璃與銅鉛金屬膜層加鍍硅膜構(gòu)成的雙膜玻璃的可見光光譜特性對比表。
表1

表2是以銅電極為陽極，鉍為低熔點(diǎn)金屬，銅鉍金屬膜層的單膜玻璃與銅鉍金屬膜層加鍍硅膜構(gòu)成的雙膜玻璃的可見光譜特性對比表。
表2

從上述表1、表2的對比數(shù)據(jù)分析可知，含硅膜的多層膜顯著地改變了單層金屬膜層的可見光透射比，降低幅度分別為10-15％和32-52％，對玻璃玻面和膜面的反射比也均有不同程度的改善。
本發(fā)明的另一個(gè)重要特點(diǎn)是通過改變電極電流的大小，可方便地改變玻璃顏色的深淺度。
表3是銅鉛著色多層膜的光學(xué)性能表。
表3

表4是銅鉍著色多層膜的光學(xué)性能表。
表4

由表3、表4的第3列數(shù)據(jù)分析可見，當(dāng)通過玻璃帶的電流由16.5安增大到66安培時(shí)，玻璃帶的可見光透射比分別由67.9％降至53.36％和由49.86％降至15.10％，玻璃帶的玻面和膜面反射比也有較大變化，說明隨著電場電流的增大，滲透到玻璃帶表面的金屬離子逐漸增多，玻璃帶表面的膜層逐漸增厚，玻璃的顏色逐漸加深。
本發(fā)明在玻璃帶的上表面進(jìn)行離子滲透著色，再經(jīng)化學(xué)氣相沉積法在鍍有金屬膜層的玻璃帶上沉積硅膜的方法，有效地改善了單層金屬膜層的光學(xué)特性和化學(xué)穩(wěn)定性。同時(shí)金屬離子著色為化學(xué)氣相沉積法鍍膜玻璃產(chǎn)品增加了新品種，兩種鍍膜工藝技術(shù)在錫槽內(nèi)的有效組合，為生產(chǎn)多種顏色品種鍍膜玻璃提供了一種有效方法。它還具有以下優(yōu)點(diǎn)1)可方便經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)出具有良好穩(wěn)定光學(xué)性能的多品種顏色鍍膜玻璃；2)玻璃顏色不依賴于基體玻璃的顏色，通過變更滲透金屬的種類，即可得到所需玻璃的顏色；3)在滲透金屬、玻璃帶溫度、拉引速度、保護(hù)氣體濃度和組成及硅膜厚度不變時(shí)，通過調(diào)節(jié)流經(jīng)電極電流的大小，可改變金屬膜層厚度而使玻璃顏色有深淺不同的變化；4)在玻璃帶溫度、拉引速度、保護(hù)氣體濃度和組成及硅膜厚度不變時(shí)，通過改變電極或低熔點(diǎn)金屬種類，可改變金屬膜層屬性而使玻璃顏色多樣化。
5)由于是采用多層鍍膜技術(shù)，外層硅膜有效地增強(qiáng)了金屬膜層的穩(wěn)定性和反射效果，同時(shí)降低金屬膜層的透射比，還可提高表面抗磨損性。


附圖是本發(fā)明的鍍彩色多層膜玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，本發(fā)明的鍍彩色多層膜的玻璃是由玻璃1和滲透在玻璃表面以下2～15微米的金屬膜層2及沉積在玻璃表面的硅膜3組成。
本發(fā)明生產(chǎn)方法的實(shí)施例如下實(shí)施例1在浮法玻璃生產(chǎn)線錫槽內(nèi)其玻璃帶溫度為780℃處設(shè)置銅金屬電極作陽極，以錫液作陰極，保持錫槽內(nèi)氫氣濃度5％，氮?dú)鉂舛?5％?？刂齐姌O與玻璃帶的間距為6毫米，玻璃帶拉引速度為400米/小時(shí)，通過電極的直流電流為28.6安，經(jīng)喂料裝置將低熔點(diǎn)金屬鉛送入陽極與玻璃帶之間，使金屬電解成離子滲入到玻璃帶表面8微米，經(jīng)錫槽內(nèi)氫氣還原，在運(yùn)動(dòng)的熱玻璃帶表面形成銅鉛金屬膜層。在錫槽內(nèi)玻璃帶溫度為650℃處上方設(shè)置反應(yīng)器，將以硅烷為主要成份的鍍膜混合氣體送入反應(yīng)器與已完成金屬離子滲透的玻璃帶之間，利用化學(xué)氣相沉積法在金屬膜層的上面形成厚度為40納米的硅膜，得到呈灰綠色的多層鍍膜玻璃。
實(shí)施例2在實(shí)施例1中，用低熔點(diǎn)金屬鉍替換低熔點(diǎn)金屬鉛，保持其他參數(shù)及工藝不變，即可得到呈棕紅色的多層鍍膜玻璃。
實(shí)施例3在實(shí)施例1中，用金屬鈷、鎳、銀、鉻、鐵金屬電極替換金屬銅電極作陽極，保持其它參數(shù)及工藝不變，即可分別得到淺藍(lán)色、淺綠色和金黃色的多層鍍膜玻璃。
權(quán)利要求
1.鍍彩色多層膜的玻璃，其特征在于它是由玻璃[1]和滲透在玻璃表面以下2～15微米的金屬膜層[2]及沉積在玻璃[1]表面的硅膜[3]組成。
2.按權(quán)利要求1所述的鍍彩色多層膜的玻璃，其特征是所說的金屬膜層[2]是銅、鈷、鎳、銀、鉻、鐵、鉛、鉍、錫或者其合金體。
3.按權(quán)利要求1所述的鍍彩色多層膜的玻璃，其特征是所說的硅膜的厚度為20～50納米。
4.生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的鍍彩色多層膜的玻璃的方法，其特征是依次包括以下步驟在浮法玻璃生產(chǎn)線錫槽內(nèi)，玻璃帶拉引速度為250～500米/小時(shí)，以設(shè)在溫度處于650～820℃的玻璃帶上方的金屬電極作為陽極，以玻璃帶下方的錫液作為陰極，在電極上通入直流電流形成電場；利用喂料裝置將一種與金屬電極相匹配的低熔點(diǎn)金屬或其合金體送入陽極與玻璃帶之間，在電場作用下使金屬電解成離子滲入到玻璃表面以下2～15微米，經(jīng)錫槽內(nèi)的保護(hù)氣體還原，在運(yùn)動(dòng)的熱玻璃帶表面形成金屬膜層，使玻璃帶表面著色。鍍有金屬膜層的玻璃帶進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)到反應(yīng)器下，將鍍硅膜的混合氣體送入到反應(yīng)器，利用化學(xué)汽相沉積法在含有金屬膜層的玻璃表面再沉積一層硅膜。
5.按權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)鍍彩色多層膜的玻璃的方法，其特征是所說的金屬電極是銅、鈷、鎳、銀、鉻、鐵或其合金體金屬，所說的低熔點(diǎn)金屬是鉛、鉍、錫及其它們的合金體。
6.按權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)鍍彩色多層膜的玻璃的方法，其特征是加在電極上的直流電流為6～260安培。
7.按權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)鍍彩色多層膜的玻璃的方法，其特征是錫槽內(nèi)的保護(hù)氣體是濃度為5～10％的氫氣和濃度為90～95％的氮?dú)狻?br> 8.按權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)鍍彩色多層膜的玻璃的方法，其特征是反應(yīng)器處于溫度為620～660℃的玻璃帶上方。
9.按權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)鍍彩色多層膜的玻璃的方法，其特征是所說的鍍膜混合氣體是由硅烷、三氯硅烷和乙烯組成。
全文摘要
本發(fā)明的鍍彩色多層膜的玻璃是由玻璃和滲透在玻璃表面以下2～15微米的金屬膜層及沉積在玻璃表面的硅膜組成。其生產(chǎn)方法是采用離子滲透法鍍金屬膜層，利用化學(xué)汽相沉積法鍍硅膜。在浮法玻璃生產(chǎn)線錫槽內(nèi)的對高溫玻璃帶施加電場，使金屬離子在電場作用下遷移進(jìn)入玻璃帶表層，在還原氣氛下將金屬離子還原成金屬膠體，在玻璃帶表面形成金屬膜層，然后，使運(yùn)動(dòng)的玻璃帶進(jìn)入反應(yīng)器下，利用化學(xué)汽相沉積法鍍一層硅膜而形成多層膜。本發(fā)明的玻璃顏色不依賴于基體玻璃的顏色，通過變更滲透金屬的種類，即可得到所需玻璃的顏色；由于是采用多層鍍膜技術(shù)，外層硅膜有效地增強(qiáng)了金屬膜層的穩(wěn)定性和反射效果，同時(shí)降低金屬膜層的透射比，還可提高表面抗磨損性。
文檔編號(hào)C03B18/00GK1425623SQ0114264
公開日2003年6月25日 申請日期2001年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月12日
發(fā)明者汪建勛, 劉軍波, 劉起英, 韓高榮, 孔繁華, 趙明, 杜丕一, 周秋林, 曹涯雁, 張銚 申請人:浙江大學(xué)藍(lán)星新材料技術(shù)有限公司