專利名稱：一種高穩(wěn)定性汽車鍍膜玻璃膜系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)薄膜膜系設(shè)計技術(shù)，具體是指一種高穩(wěn)定性汽車鍍膜玻璃膜系， 它是利用汽車鍍膜成熟工藝制備的可極大提高汽車鍍膜玻璃穩(wěn)定性的玻璃膜系。
背景技術(shù)：
夾膠玻璃的透明性好，抗沖擊性能要比一般平板玻璃高好幾倍。另外，由于PVB膠 片的粘合作用，夾膠玻璃即使破碎時，碎片也不會飛揚傷人，被廣泛應(yīng)用于汽車玻璃、高層 建筑物等。然而，夾膠玻璃的制備屬于深加工過程，通過是采用不同的玻璃原片，中間夾以 PVB膠膜，經(jīng)熱壓機壓合并盡可能地排出中間空氣，然后在高壓蒸汽中經(jīng)過加熱加壓粘合將 殘余的少量空氣溶入膠膜而完成最終的夾膠玻璃成品制備。目前，隨著對節(jié)能的要求和提 升，汽車鍍膜夾膠玻璃除了要求形成一種滿足人體舒適度的透光性能外(包括對紫外和近 紫外波段的反射和吸收，對于可見波段的高透過性)，還希望能夠有低輻射率的功能，為此， 在汽車鍍膜玻璃的膜系內(nèi)有金屬銀膜層。到目前為止，汽車鍍膜玻 璃所用的都是高純度的 金屬銀材料，要處理這些銀基膜系，膜層必須能夠經(jīng)受汽車玻璃需要的熱彎高溫考驗等深 加工過程，然而該銀層被其上下的氧化物材料所包圍，使得這層只有納米厚度的銀膜層極 易于氧化或與其鄰近層的薄膜相互擴散，導(dǎo)致現(xiàn)有的汽車鍍膜玻璃穩(wěn)定性不夠好。為此，從 汽車鍍膜玻璃技術(shù)角度考慮，很希望有新的工藝生產(chǎn)膜系來解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有汽車夾層玻璃鍍膜中銀膜層的不穩(wěn)定性，從高純的銀材料出發(fā)， 提出一種將單元的金屬銀摻雜為四元金屬合金的特殊膜系結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得汽車鍍膜夾層玻 璃在功能上同時具有高可見透過率、低輻射率和高穩(wěn)定性的優(yōu)異性能。本發(fā)明的膜系結(jié)構(gòu)如圖1所示，自玻璃向外依次為第一層為玻璃、第二層為復(fù)合 金屬氧化物構(gòu)成的減反射附著力增強層、第三層為下阻隔界面層、第四層為摻雜銅、鋅、鉻 的合金銀層、第五層為上阻隔界面層、第六層為復(fù)合金屬氧化物構(gòu)成的減反射層、第七層與 所述的第二層相同、第八層與所述的第三層相同、第九層為摻雜銅、鋅、鉻的合金銀層、第十 層與所述的第五層相同、第十一層為復(fù)合金屬氧化物構(gòu)成的減反射覆蓋膜層、第十二層為 夾膠層、第十三層為玻璃。本發(fā)明的膜系與常用的汽車鍍膜夾膠玻璃膜系的核心總差異是將其中純銀材料 改變?yōu)殂y、銅、鋅、鉻四種金屬的合金材料Agl_x_y_zCuxZnyCrz，其中0彡x+y+z彡10%，Zn能 夠阻止銀與鄰近的氧化層發(fā)生相互作用使得膜系性能退化，Cr和Cu能夠提高Ag的化學(xué)穩(wěn) 定性，抵抗環(huán)境的攻擊?？梢?，摻雜雖然使得膜系的電導(dǎo)率略微有些下降，但在此范圍內(nèi)所 制備的汽車夾膠玻璃透光光譜如圖2虛線所示，與已有的含純銀的汽車夾膠玻璃的透光光 譜如圖2實線所示，同樣具有很好的陽光選擇性能，均滿足汽車玻璃產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。這完全可 以應(yīng)用于汽車等機動車玻璃技術(shù)中，也可用作建筑玻璃等，進(jìn)而本發(fā)明提出的新膜系具有 以下優(yōu)點
1、膜系在滿足光學(xué)透光性能條件下增加了銀膜的穩(wěn)定性，從而提升了鍍膜汽車玻 璃的可加工性能和穩(wěn)定性，這個可加工性能和穩(wěn)定性特征是由本專利提出的。用銀的四元 合金Agl_x_y_zCUxZnyCrz替換純Ag，其中，Zn能夠阻止銀與鄰近的氧化層相互作用使得膜系性 能退化，Cr和Cu能夠使Ag更加化學(xué)穩(wěn)定，不易受環(huán)境的影響。2、膜系中純Ag替換成合金后，生產(chǎn)的材料成本由于銅、鋅、鉻均比銀便宜而下降， 對于大規(guī)模生產(chǎn)降低成本有積極作用。3、膜系未對原汽車鍍膜工藝過程和設(shè)備提出新的額外的要求，為此適用于現(xiàn)有的 汽車鍍膜工藝生產(chǎn)線，同時在汽車玻璃加熱整形等深加工工藝的高溫處理下，不但能抗住 Ag與鄰近氧化物層的相互作用使膜系性能下降，而且還會由于合金的高溫相分離，使Zn分 離到ZnO/Ag界面處，進(jìn)一步保持了 Ag的穩(wěn)定性，強化了汽車鍍膜玻璃的穩(wěn)定性。本發(fā)明的汽車鍍膜玻璃膜系的制備具體按如下幾個步驟進(jìn)行(1)在玻璃襯底1上，生長復(fù)合金屬氧化物構(gòu)成的減反射附著力增強膜層2。減反 射附著力增強介質(zhì)膜層可以是BiOx、SnO2, TiO2, ZnO, Si3N4等；(2)在附著力增強膜層2上，生長下阻隔界面層3，下阻隔界面層3可以是NiCr或 NiCrOx，或Al、Ti、Zn、Pb等的不完全氧化物；(3)在下阻隔界面層3上，生長摻雜銅、鋅、鉻的六&^^^！^！^合金銀層4，其中 0 ^ x+y+z ^ 10% ；(4)在摻雜銅、鋅、鉻的Agl_x_y_zCuxZnyCrz銀層4上，生長上阻隔界面層5，上阻隔界 面層5可以是NiCr、NiCrOx,或Al、Ti、Zn、Pb等的不完全氧化物；(5)在上阻隔界面層5上，生長復(fù)合金屬氧化物構(gòu)成的減反射膜層6，減反射介質(zhì) 膜層可以是 BiOx、SnO2, TiO2, ZnO、Si3N4 等；(6)在復(fù)合金屬氧化物構(gòu)成的減反射層6上，如步驟(1)生長復(fù)合金屬氧化物構(gòu)成 的減反射膜層7，膜層7可以是BiOx、SnO2, TiO2, ZnO、Si3N4等；(7)在復(fù)合金屬氧化物構(gòu)成的減反射膜層7上，如步驟(2)生長下阻隔界面層8， 下阻隔界面層8可以是NiCr、NiCrOx,或Al、Ti、Zn、Pb等的不完全氧化物；(8)在下阻隔界面層8上，生長摻雜銅、鋅、鉻的金銀層9，其中 0 ^ x+y+z ^ 10% ；(9)在摻雜銅、鋅、鉻的Agl_x_y_zCuxZnyCrz銀層9上，生長上阻隔界面層10，上阻隔 界面層10可以是NiCr、NiCrOx，或Al、Ti、Zn、Pb等的不完全氧化物；(10)在上阻隔界面層10上，生長復(fù)合金屬氧化物構(gòu)成的減反射覆蓋層11，膜層11 可以是BiOx、SnO2, TiO2, ZnO、Si3N4等。至此完成多層膜系的沉積制備。(11)最后將沉積的多層玻璃膜系面向夾膠層，與玻璃13中間夾以PVB膠膜12，經(jīng) 熱壓機壓合并盡可能地排出中間空氣，然后在高壓蒸汽中經(jīng)過加熱加壓粘合將殘余的少量 空氣溶入膠膜而完成最終的夾膠玻璃成品制備。


圖1為本發(fā)明的汽車鍍膜夾膠玻璃膜系圖。圖2實線為傳統(tǒng)的含純銀層的汽車夾膠玻璃膜系在陽光輻射范圍內(nèi)的光譜透過 率和反射率曲線；虛線為本發(fā)明的含銀、銅、鋅、鉻四元合金層的汽車夾膠玻璃膜系在陽光輻射范圍內(nèi)的光譜透過率和反射率曲線。
具體實施例方式下面以本發(fā)明制備的含銀、銅、鋅、鉻四元合金層的汽車玻璃膜系為實施例，結(jié)合 附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細(xì)說明本發(fā)明的汽車玻璃膜系的制備均采用多靶磁控濺射設(shè)備濺射沉積，鍍膜玻璃基片 必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗吹干操作。在鍍制各層膜之前真空室進(jìn)行抽真空處理，背底真空度抽 至2X ICT3Pa以上為優(yōu)；然后點靶，即應(yīng)在鍍膜腔內(nèi)形成發(fā)光等離子體，并在靶材表面形成 光亮的“跑道”。將靶材表面在一定的功率條件下進(jìn)行預(yù)濺射，以便形成干凈的濺射表面。 此時將玻璃基片以一定的速度傳送至靶材正下方進(jìn)行薄膜生長。本發(fā)明各層膜的具體制備 條件如下(1)在玻璃襯底1上生長TiO2減反射膜層2。在氬氣與氧氣的混合氣體保護(hù)下， 在一定功率下對Ti靶進(jìn)行濺射沉積，或在氬氣中對TiO2靶進(jìn)行濺射，膜層厚度為30nm ；(2)在TiO2附著力增強膜層2上，生長ZnOx界面層3，在氬氣與氧氣的混合氛圍 中沉積，厚度為3 5nm，其濺射靶材可以是ZnO靶或ZnOx靶或Zn靶。(3)在ZnOx界面層3上，生長摻雜銅、鋅、鉻的Agl_x_y_zCuxZn yCrz合金銀層4，本發(fā) 明所用合金靶材中銅、鋅、鉻的摻雜比例分別是4%、1%和3%，在純氬氣氛圍中沉積，厚 度為8 13nm，對于0彡x+y+z彡10%范圍的摻雜均為本發(fā)明所包含；(4)在摻雜銅、鋅、鉻的Agl_x_y_zCuxZnyCrz銀層4上，生長TiOx界面層5，在氬氣與 氧氣混合氛圍中沉積，厚度為2 5nm，其濺射靶材可以是Ti靶或TiO2靶或TiOx靶；(5)在TiOx界面層5上，生長Si3N4減反射膜層6，在氬氣與氮氣混合氛圍中沉積， 厚度為30 35nm ；(6)在Si3N4減反射膜層6，如步驟(1)生長復(fù)合金屬氧化物TiO2構(gòu)成的減反射膜 層7，在氬氣與氧氣的混合氣體保護(hù)下對Ti靶進(jìn)行濺射沉積，或在氬氣中對TiO2靶進(jìn)行濺 射，膜層厚度為30nm;(7)在TiO2減反射膜層7上，如步驟(2)生長ZnOx界面層8，在氬氣與氧氣的混 合氛圍中沉積，厚度為3 5nm，其濺射靶材可以是ZnO靶或ZnOx靶或Zn靶。(8)在ZnOx界面層上，生長摻雜銅、鋅、鉻的Agl_x_y_zCuxZnyCrz合金銀層9，本發(fā)明 所用合金靶材中銅、鋅、鉻的摻雜比例分別是4%、1%和3%，在純氬氣氛圍中沉積，厚度 為8 13nm，對于0彡x+y+z彡10%范圍的摻雜均為本發(fā)明所包含；(9)在摻雜銅、鋅、鉻的Agl_x_y_zCuxZnyCrz合金銀層9上，生長TiOx上阻隔界面層 10，在氬氣與氧氣混合氛圍中沉積，厚度為2 5nm，其濺射靶材可以是Ti靶或TiO2靶或 TiOx 靶；(10)在TiOx上阻隔界面層10上，生長Si3N4覆蓋膜層11，覆蓋膜層一方面用來保 護(hù)銀層；另一方面起到減反射作用。其生長條件如步驟(5)在氬氣與氮氣混合氛圍中沉積， 厚度為30 35nm。至此完成多層膜系的沉積制備。(11)最后將沉積的多層玻璃膜系面向夾膠層，與玻璃13中間夾以PVB膠膜12，經(jīng) 熱壓機壓合并盡可能地排出中間空氣，然后在高壓蒸汽中經(jīng)過加熱加壓粘合將殘余的少量 空氣溶入膠膜而完成最終的夾膠玻璃成品制備。
本發(fā)明的汽車鍍膜夾膠玻璃膜系在紅外線范圍內(nèi)得到的高反射率與在可見光范 圍內(nèi)得到的最佳減反射效果完美的結(jié)合在一起，具有相當(dāng)優(yōu)良的陽光選擇控制功能；同時 本發(fā)明由于摻雜銅、鋅、鉻的Agl_x_y_zCUxZnyCrz合金銀層的使用降低了工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的成 本，大大提高了銀層的的力學(xué)和化學(xué)性能，從而提高了汽車鍍膜夾膠玻璃的可加工性和穩(wěn) 定性，延長了汽車鍍膜夾膠玻璃的使用壽命。以上所述的實施例僅為了說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點，其目的在于使本領(lǐng)域的 技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，本發(fā)明的范圍不僅局限于上述具體實施例， 即凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾， 仍涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種高穩(wěn)定性汽車鍍膜玻璃膜系，其結(jié)構(gòu)自玻璃向外依次為第一層為玻璃(1)、第二層為復(fù)合金屬氧化物構(gòu)成的減反射附著力增強層(2)、第三層為下阻隔界面層(3)、第四層為摻雜銅、鋅、鉻的合金銀層(4)、第五層為上阻隔界面層(5)、第六層為復(fù)合金屬氧化物構(gòu)成的減反射層(6)、第七層與所述的第二層相同的減反射附著力增強層(7)、第八層與所述的第三層相同的下阻隔界面層(8)、第九層為摻雜銅、鋅、鉻的合金銀層(9)、第十層與所述的第五層相同的上阻隔界面層(10)、第十一層為復(fù)合金屬氧化物構(gòu)成的減反射覆蓋膜層(11)、第十二層為夾膠層(12)、第十三層為玻璃(13)，其特征在于所述膜系的合金銀層(9)為銀、銅、鋅和鉻四種金屬的合金材料Ag1-x-y-zCuxZnyCrz，其中0≤x+y+z≤10％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高汽車鍍膜玻璃穩(wěn)定性的膜系，該膜系與常用的汽車鍍膜玻璃膜系的核心總差異是將金屬純銀材料改變?yōu)殂y、銅、鋅、鉻四種金屬的合金材料Ag1-x-y-zCuxZnyCrz，其中0≤x+y+z≤10％，Zn能夠阻止銀與鄰近的氧化物層的相互作用，防止膜系性能退化，Cr和Cu能夠提高Ag層的化學(xué)穩(wěn)定性，不易受環(huán)境的影響。這大大提高了夾膠玻璃在深加工過程的穩(wěn)定性。另一方面，由于摻雜銅、鋅、鉻的Ag1-x-y-zCuxZnyCrz合金銀的使用，降低了工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的成本。本發(fā)明中的膜系在可見光透光率75～80％的條件下增加了銀膜層的抗氧化、抗機械和化學(xué)攻擊性，對提高汽車鍍膜玻璃的穩(wěn)定性能有著十分重要的意義。
文檔編號C03C17/34GK101830644SQ20101017754
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者俞立明, 王少偉, 王曉芳, 郭少令, 陸衛(wèi), 陳效雙 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所