藍(lán)灰色調(diào)雙銀低輻射節(jié)能玻璃的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種藍(lán)灰色調(diào)雙銀低輻射節(jié)能玻璃，屬于環(huán)保節(jié)能建筑材料領(lǐng)域，該節(jié)能玻璃膜層結(jié)構(gòu)依次為：玻璃基片、第一層打底層氮化硅層、第二層種子層氧化鋅層、第三層功能層銀層、第四層保護(hù)層鎳鎘層、第五層介質(zhì)層氮化硅層、第六層介質(zhì)層氧化鋅錫層、第七層種子層氧化鋅層、第八層功能層銀層、第九層保護(hù)層鎳鎘層、第十層介質(zhì)層氧化鋅鋁層、第十一層氮化硅層、第十二層保護(hù)層石墨層。該節(jié)能玻璃通過對(duì)玻璃基片上鍍制膜層材料和膜層厚度設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)室外反射灰色和藍(lán)色調(diào)顏色，同時(shí)可見光透過在42％～60％之間。所得產(chǎn)品性能優(yōu)良，遮陽系數(shù)小于0.3，選擇系數(shù)大于1.4，非常適用于長年環(huán)境溫度較高，平均日照強(qiáng)烈的氣候炎熱地區(qū)。
【專利說明】
藍(lán)灰色調(diào)雙銀低輻射節(jié)能玻璃
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及環(huán)保節(jié)能建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種藍(lán)灰色調(diào)雙銀低輻射節(jié)能 玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002] 低輻射鍍膜玻璃（"Low-E"玻璃)是一種對(duì)波長4.5~25um的紅外線有較高反射比 的鍍膜玻璃。這種鍍膜玻璃對(duì)可見光具有高透光性，保證了室內(nèi)的采光，又對(duì)遠(yuǎn)紅外光具有 高反射性，從而做到阻止玻璃吸收室外熱量再產(chǎn)生熱輻射將熱量傳入室內(nèi)，又將室內(nèi)物體 產(chǎn)生的熱量反射回來，達(dá)到降低玻璃的熱輻射通過量的目的。從而實(shí)現(xiàn)降低建筑物供暖制 冷的能耗。
[0003] Low-E玻璃的性能主要靠可見光透過率、遮陽系數(shù)以及選擇系數(shù)來衡量。其中：遮 陽系數(shù)，玻璃遮擋或抵御太陽光能的能力，英文為Shading Coefficient，實(shí)際通過玻璃的 熱量與通過厚度為3_厚標(biāo)準(zhǔn)玻璃的熱量與的比值;選擇系數(shù)，鍍膜玻璃選擇系數(shù)是國家承 認(rèn)的，在玻璃行業(yè)里面衡量玻璃節(jié)能型的重要指標(biāo)。選擇系數(shù)=透過率/遮陽系數(shù)。所以，如 果low-e玻璃的遮陽系數(shù)越低，可見光透過率越高，其節(jié)能性就越好。常見單銀low-E節(jié)能玻 璃的選擇系數(shù)為1. 〇~1.2，雙銀low-E節(jié)能玻璃的選擇系數(shù)為1.2~1.5。
[0004] 現(xiàn)有雙銀低輻射節(jié)能玻璃，由于其不能實(shí)現(xiàn)鋼化后使用，導(dǎo)致在部分建筑中的彎 弧部分無法使用，在一定程度上限制了產(chǎn)品的使用；另外，不可鋼化的雙銀低輻射節(jié)能玻 璃，只能夠先切磨鋼后再進(jìn)行鍍膜，由于不同工程產(chǎn)品尺寸各不相同，致使在生產(chǎn)時(shí)，無法 實(shí)現(xiàn)鍍膜設(shè)備裝載率最大化，導(dǎo)致設(shè)備能耗較高;再者，不可鋼化的雙銀低輻射節(jié)能玻璃， 只能在原廠合完中空后，再運(yùn)輸至安裝地，運(yùn)輸成本較高。
[0005] 中國專利申請(qǐng)CN202344955U與CN202671425U分別公開了兩種可鋼化雙銀低輻射 鍍膜玻璃，雖然都能夠滿足異地加工使用要求，但是兩者都屬于高透可鋼化雙銀技術(shù)，產(chǎn)品 可見光透過率大于60%，高透型產(chǎn)品一般適用于北方寒冷地區(qū)，對(duì)于氣候炎熱地區(qū)則不太 適用。已公布的技術(shù)方案尚無低透過率高性能遮陽型，且室外反射色呈灰色或藍(lán)灰色調(diào)的 可鋼化雙銀產(chǎn)品。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種藍(lán)灰色 調(diào)雙銀低輻射節(jié)能玻璃，該節(jié)能玻璃可以實(shí)現(xiàn)室外反射灰色和藍(lán)色調(diào)顏色，同時(shí)可見光透 過率在42 %~60 %之間。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：
[0008] -種低輻射鍍膜玻璃，其特征在于，該玻璃膜層結(jié)構(gòu)依次為:玻璃基片、第一層打 底層氮化硅層、第二層種子層氧化鋅層、第三層功能層銀層、第四層保護(hù)層鎳鎘層、第五層 介質(zhì)層氮化硅層、第六層介質(zhì)層氧化鋅錫層、第七層種子層氧化鋅層、第八層功能層銀層、 第九層保護(hù)層鎳鎘層、第十層介質(zhì)層氧化鋅鋁層、第十一層氮化硅層、第十二層保護(hù)層石墨 層。
[0009] 進(jìn)一步地，低輻射鍍膜玻璃采用離線磁控濺射或原子沉積技術(shù)鍍膜制成。
[0010] 進(jìn)一步地，第一層打底層氮化硅層的厚度在5nm到10nm之間，第五層介質(zhì)層氮化硅 層厚度在25nm到40nm之間，第^^一層氮化娃層厚度在25nm到35nm之間。在本方案中，根據(jù) 不同實(shí)例的需要，氮化硅層可以是按照化學(xué)計(jì)量比的Si 3N4,也可以是含有富裕Si類型的氮 化硅層。鍍膜玻璃在鋼化時(shí)，溫度可以達(dá)到600°C至700°C，因此，含有自由Si的氮化硅層可 以阻擋玻璃中Na離子的迀移，從而避免因Na離子迀移對(duì)功能層Ag層產(chǎn)生的破壞作用。在本 方案中，氮化娃層含有〇~l〇wt%比例的錯(cuò)(A1)元素，氮化層的沉積通過Si祀或者SiAl在氬 氣和氮?dú)鈿夥諚l件下濺射生成。
[0011] 進(jìn)一步地，第二層種子層氧化鋅層的厚度在8nm到15nm之間，第七層種子層氧化鋅 層厚度在5nm到15nm之間。氧化鋅可以提高整個(gè)膜層的平整度，以便于功能層Ag的沉積生 長，平整連續(xù)的Ag層有助于提高整個(gè)膜層的紅外反射率，減低膜層的面電阻。在本方案中實(shí) 現(xiàn)的氧化鋅層含有1~l〇wt%的A1元素，A1元素的加入有助于對(duì)功能層Ag層的保護(hù)，防止其 在加熱過程中發(fā)生氧化，同時(shí)可以降低膜層面電阻。上述氧化鋅層通過含A1元素的Zn金屬 在氬氣和氧氣氛圍下濺射生成。
[0012] 進(jìn)一步地，第三層功能層銀層的厚度在15nm到25nm之間，第八層功能層銀層的厚 度在5nm到15nm之間。此厚度范圍內(nèi)的銀膜能形成連續(xù)膜，并且透明，這樣能允許大部分的 可見光透過，并能反射掉大多數(shù)的紅外光。為了保證功能層Ag的效果，在Ag層上必須生長一 層保護(hù)層。
[0013] 進(jìn)一步地，第四層保護(hù)層鎳鎘層的厚度在lnm到5nm之間，第九層保護(hù)層鎳鎘層的 厚度在lnm到5nm之間。保護(hù)層通常位于Ag層之上，介于功能層Ag和介質(zhì)層SiNx之間，本方案 中的保護(hù)層為NiCr或者NiCrN x，該層不僅能夠保護(hù)Ag在玻璃鋼化加熱過程中免受氧化，還 有一定的吸收作用，在產(chǎn)品顏色調(diào)節(jié)上起到一定的作用。保護(hù)層通過NiCr合金靶材在純氬 氣分為下進(jìn)行濺射沉積，Ni和Cr的比例可以任意，含N的保護(hù)層的濺射在氬氣和氮?dú)夥譃?下進(jìn)行濺射，NiCrNx膜層中N元素的含量為0~12wt%。
[0014]進(jìn)一步地，第六層介質(zhì)層氧化鋅錫層的厚度范圍在40nm到65nm之間。玻璃在鋼化 爐高溫受熱時(shí)，氧化鋅錫可以有效的提高膜層顏色的穩(wěn)定性。氧化鋅錫層通過ZnSn合金靶 在氬氣和氧氣氛圍下進(jìn)行濺射，Zn和Sn的比例為50:50。
[0015]進(jìn)一步地，第十層介質(zhì)層氧化鋅鋁層的厚度范圍在2nm到l〇nm之間。氧化鋅錯(cuò)，俗 稱ΑΖ0,是一種透明導(dǎo)電氧化物。在膜層中增加氧化鋅鋁，不僅可以保護(hù)產(chǎn)品在鋼化加熱過 程中免受氧氣的侵蝕作用，同時(shí)還能提升膜層的整體導(dǎo)電率，降低膜層的阻抗，提升膜層的 紅外反射效果。
[0016] 進(jìn)一步地，第十二層保護(hù)層石墨層的厚度在3nm到10nm之間。石墨具有良好的潤滑 作用，將石墨鍍制在膜層最上層，可以有效提高膜層的機(jī)械性能，防止在運(yùn)輸、加工過程中 膜面產(chǎn)生劃傷。
[0017] 上述雙銀鍍膜低輻射玻璃中由于有2個(gè)單銀膜系疊加在一起，使膜層的輻射率更 低，同時(shí)也使可見光的透過率有所降低。第三層和第八層功能層銀層控制整個(gè)膜系的表面 電阻，決定膜系的輻射率，并直接影響膜系的透射比和反射比，銀層可以反射掉大部分太陽 能中的熱輻射，起到低輻射節(jié)能效果。但由于銀膜質(zhì)軟，不耐磨，且與玻璃基體的結(jié)合程度 也較差，通常在銀膜兩側(cè)加介質(zhì)膜。第一層打底介質(zhì)層提高膜層對(duì)玻璃基片表面的附著力； 第二層和第七層種子層氧化鋅層主要作用是保護(hù)膜層;第四層和第九層保護(hù)層鎳鎘層作為 在功能層銀層與外層介質(zhì)層之間的阻擋層，能夠阻止銀層氧化并提高銀層與外層介質(zhì)層的 膜層結(jié)合力，防止銀層在濺射過程中凝結(jié)成塊，使銀層連續(xù)化，同時(shí)可以有效的提高膜層的 化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性;第六層介質(zhì)層氧化鋅錫層作為銀層內(nèi)側(cè)介質(zhì)層，能夠提高功能層銀層 與玻璃基片表面的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)兼有調(diào)節(jié)膜系光學(xué)性能和顏色的作用；第十層介質(zhì)層氧 化鋅鋁層作為銀層外層介質(zhì)膜，既是減反射膜也是保護(hù)膜，在可見光和近紅外太陽能光譜 中起減反射作用，以提高此波長范圍內(nèi)的太陽光透射比，同時(shí)保護(hù)銀膜不被氧化，提高膜系 的物化性能;第五層和第十一層介質(zhì)層氮化硅層能夠提高膜層的機(jī)械性能，可有效防止劃 傷，而且具有較高的折射率;第十二層保護(hù)層石墨層利用石墨良好的潤滑特性，可以有效的 避免產(chǎn)品在運(yùn)輸和加工過程中膜面產(chǎn)生的損傷。
[0018] 采用上述順序膜層鍍制的低輻射玻璃，調(diào)節(jié)膜層厚度，可以改變膜層之間對(duì)可見 光的透射、吸收和反射比例。光學(xué)原理已知不同厚度的薄膜材料組合時(shí)，可以使可見光通過 膜層后，反射光發(fā)生干涉現(xiàn)象。發(fā)明人在不經(jīng)意間發(fā)現(xiàn)選用上述膜層材料，按照一定的順序 進(jìn)行鍍膜，在上述膜層厚度范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)薄膜的厚度，能夠使各個(gè)波長段的自然光得到適宜 的反射、透射比，玻璃表現(xiàn)出時(shí)尚的藍(lán)灰外觀。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過將不同膜層材料進(jìn)行組合和膜層厚度設(shè)置，可 以實(shí)現(xiàn)室外反射灰色和藍(lán)色調(diào)顏色，鋼化后室外反射色a*(代表紅綠程度，其值越負(fù)，顏色 越綠，反之則越紅)在-2~-5之間，室外反射b*(代表黃藍(lán)程度，其值越負(fù)，顏色越藍(lán)，反之則 越黃)在-2~-14之間。同時(shí)可見光透過率在42 %~60 %之間。所得產(chǎn)品性能優(yōu)良，遮陽系數(shù) 小于0.3,選擇系數(shù)大于1.4。同時(shí)，頂層保護(hù)層增加石墨C，利用石墨良好的潤滑特性，可以 有效的避免產(chǎn)品在運(yùn)輸和加工過程中膜面產(chǎn)生的損傷。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型所述藍(lán)灰色調(diào)雙銀低輻射節(jié)能玻璃的結(jié)構(gòu)圖。
[0021 ]圖中標(biāo)記：1-玻璃基片，2-第一層打底層氮化硅層，3-第二層種子層氧化鋅層，4-第三層功能層銀層，5-第四層保護(hù)層鎳鎘層，6-第五層介質(zhì)層氮化硅層和第六層介質(zhì)層氧 化鋅錫層的組合層，7-第七層種子層氧化鋅層，8-第八層功能層銀層，9-第九層保護(hù)層鎳鎘 層，10-第十層介質(zhì)層氧化鋅鋁層和第十一層氮化硅層的組合層，11-第十二層保護(hù)層石墨 層。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合試驗(yàn)例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解 為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本【實(shí)用新型內(nèi)容】所實(shí)現(xiàn)的技術(shù) 均屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0023] 實(shí)施例1
[0024]利用真空離線磁控濺射鍍膜設(shè)備，在6mm優(yōu)質(zhì)浮法玻璃基片上，由內(nèi)到外依次鍍制 7nm氮化娃層、9nm氧化鋅層、17nm銀層、3nm鎳絡(luò)層、29nm氮化娃層、40nm氧化鋅錫層、1 Onm氧 化鋅層、12nm銀層、3nm鎳絡(luò)層，5nm陶瓷氧化鋅錯(cuò)層、28nm氮化娃層和5nm石墨層。
[0025] 實(shí)施例2
[0026] 利用真空離線磁控濺射鍍膜設(shè)備，在6mm優(yōu)質(zhì)浮法玻璃基片上，由內(nèi)到外依次鍍制 12nm氮化娃層、1 Onm氧化鋅層、17nm銀層、3nm氮化鎳絡(luò)層、29nm氮化娃層、39nm氧化鋅錫層、 10nm氧化鋅層、7nm銀層、3nm鎳絡(luò)層，5nm陶瓷氧化鋅錯(cuò)層、29nm氮化娃層和5nm石墨層。
[0027] 對(duì)比例1
[0028]利用真空離線磁控濺射鍍膜設(shè)備，在6mm優(yōu)質(zhì)浮法玻璃基片上，由內(nèi)到外依次鍍 制16nm氮化娃層、10nm氧化鋅層、7nm銀層、4nm氧化鋅錯(cuò)層、70nm氧化鋅錫層、7nm氧化鋅層、 21nm銀層、4nm鎳絡(luò)層、31nm氮化娃層。
[0029] 對(duì)比例2
[0030]利用真空離線磁控濺射鍍膜設(shè)備，在6mm優(yōu)質(zhì)浮法玻璃基片上，由內(nèi)到外依次鍍制 27nm氮化娃層、8nm氧化鋅層、5 · 5nm銀層、1 · 5nm鎳絡(luò)層、24nm氮化娃層、37nm氧化鋅錫層、 7nm氧化鋅層、12nm銀層、5nm鎳絡(luò)層，4nm陶瓷氧化鋅錯(cuò)層、37nm氮化娃層。
[0031] 性能測試
[0032] 按照GB/T18915.1-2002測定上述實(shí)施例及對(duì)比例制得低輻射玻璃鋼化后的光學(xué) 參數(shù)，進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表1。(a*和b*代表色度坐標(biāo)，其中a*代表紅-綠軸，b*代表黃-藍(lán)軸）： 表1:
[0034]從表1可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例1和2制備的鋼化后的雙銀鍍膜低輻射玻璃，相 較對(duì)比例1和2制備的低輻射玻璃，在透光率和選擇系數(shù)光學(xué)參數(shù)上有一定提升，同時(shí)其遮 陽系數(shù)較小，能夠更好地阻擋陽光熱量向室內(nèi)直接輻射熱量。實(shí)施例1制備的雙銀鍍膜低輻 射玻璃鋼化后其顏色值為L*58.61，a*-2.02，b*-3.37，可以向室外反射灰色調(diào)。實(shí)施例2制 備的雙銀鍍膜低輻射玻璃鋼化后其顏色值為L*54.44，a*-3.41，b*-l 2.03，可以向室外反射 亮麗的藍(lán)色調(diào)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低輻射鍍膜玻璃，其特征在于，該玻璃膜層結(jié)構(gòu)依次為:玻璃基片、第一層打底 層氮化硅層、第二層種子層氧化鋅層、第三層功能層銀層、第四層保護(hù)層鎳鎘層、第五層介 質(zhì)層氮化硅層、第六層介質(zhì)層氧化鋅錫層、第七層種子層氧化鋅層、第八層功能層銀層、第 九層保護(hù)層鎳鎘層、第十層介質(zhì)層氧化鋅鋁層、第十一層氮化硅層、第十二層保護(hù)層石墨 層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低輻射鍍膜玻璃，其特征在于，所述低輻射鍍膜玻璃采用離線磁 控濺射或原子沉積技術(shù)鍍膜制成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低輻射鍍膜玻璃，其特征在于，所述第一層打底層氮化硅層的厚 度在5nm到10nm之間，第五層介質(zhì)層氮化娃層厚度在25nm到40nm之間，第^^一層氮化娃層厚 度在25nm到35nm之間。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低輻射鍍膜玻璃，其特征在于，所述第二層種子層氧化鋅層的厚 度在8nm到15nm之間，第七層種子層氧化鋅層厚度在5nm到15nm之間。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低輻射鍍膜玻璃，其特征在于，所述第三層功能層銀層的厚度在 15nm到25nm之間，第八層功能層銀層的厚度在5nm到15nm之間。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低輻射鍍膜玻璃，其特征在于，所述第四層保護(hù)層鎳鎘層的厚度 在lnm到5nm之間，第九層保護(hù)層鎳鎘層的厚度在lnm到5nm之間。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低輻射鍍膜玻璃，其特征在于，所述第六層介質(zhì)層氧化鋅錫層的 厚度范圍在40nm到65nm之間。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低輻射鍍膜玻璃，其特征在于，所述第十層介質(zhì)層氧化鋅鋁層的 厚度范圍在2nm到10nm之間。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低輻射鍍膜玻璃，其特征在于，所述第十二層保護(hù)層石墨層的厚 度在3nm到10nm之間。
【文檔編號(hào)】B32B9/00GK205674618SQ201620560131
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日 公開號(hào)201620560131.X, CN 201620560131, CN 205674618 U, CN 205674618U, CN-U-205674618, CN201620560131, CN201620560131.X, CN205674618 U, CN205674618U
【發(fā)明人】李建根, 徐伯永, 鄧軍, 李勇, 黃成龍
【申請(qǐng)人】四川南玻節(jié)能玻璃有限公司