[发明专利]新型吸收式低辐射膜玻璃

说明书

本发明涉及用真空溅射方法在玻璃基板上镀制一种吸收式低辐射膜层，属于建筑材料技术领域。

真空溅射方法用来生产光学薄膜已经有很长的历史，自70年代中期以来，由于磁控溅射的出现，大幅度地提高了真空溅射方法的镀膜速度。目前，磁控溅射已是在大面积基材上生产薄膜产品的主流技术。磁控溅射方法镀制金属膜层时，是应用该种金属制成的靶材在惰性气体(一般为氩气)氛围下进行溅射；而镀制金属氧化物膜层时，是应用该种金属制成的靶材在氧气氛围下进行反应溅射，一般来说，在氧气氛围下加入少量惰性气体(一般为氩气)并不会改变金属氧化物膜层的化学配比构成，由于氩离子在溅射中的产出率比氧离子高，所以采用这种氩氧混合气体镀制可以提高镀膜速度。用溅射方法镀制金属氮化物膜层时，是应用该种金属制成的靶材在氮气氛围下进行反应溅射，与金属氧化物不同的是，在许多常见金属如钛、铬、不锈钢等的氮化物镀制过程中，如果在氮气氛围加入氩气，则所得到的膜层金属原子和氮原子的化学配比会随着氮氩气比例的变化而逐渐变化。由于这种原因，因此下文中写氮化物化学符号时，将其配比系数用x表示，如氮化钛写为TiNx。只有少数材料如氮化硅的镀制过程中可以加入少量的氩气而并不对化学配比造成明显的影响。

90年代以来，用真空磁控溅射生产的低辐射玻璃在欧美发展很快，其作用是在玻璃表面镀制可以反射远红外线的薄膜，从而降低玻璃表面的辐射率，减少玻璃因热辐射而造成的传热损耗，以提高玻璃窗的保温隔热能力，这种低辐射玻璃配合双层中空玻璃使用，可以充分隔绝玻璃传导、对流、辐射三种传热途径，为一种非常有实用价值的节能环保产品。

低辐射玻璃的基本结构为：电介质膜层(1)/保护层(1)/银层/保护层(2)/电介质膜层(2)，其中起反射远红外线作用的主要功能层为银层，但由于银层的特点是会造成透光低、反光高，而且容易受到腐蚀或机械磨损，所以需要电介质膜层(1)和电介质膜层(2)，其作用是通过光学干涉原理，起到提高玻璃透光率、降低反光率，调节外观色泽的作用，并提高耐化学腐蚀和机械摩擦能力。电介质层(1)还可以增加银层和玻璃的附着能力，改善银层成核结膜条件。

如果电介质膜层(2)是在氧气氛围下反应溅射得到的，那么保护层(2)是必不可少的。保护层一般采用高镍合金、钛、铝等材料，保护层(2)的主要作用是防止银层在镀制顶层电介质膜层(2)的有氧反应环境中被破坏。如果增加保护层(1)，则可以进一步提高膜层的耐高温、耐腐蚀性能，并改善银层成核结膜的条件，但这一层在许多应用中可以省去，而不会对产品性能带来很大影响。

银层和保护层一般在氩气氛围下镀制，但如果在氩气氛围掺入氮气，膜层性能并不发生很大变化。

LOW-E玻璃的电介质层材料可以选择氧化锡、氧化锌、氧化钛、氧化铌、氧化锆和氮化硅等多种材料，并且可以使用这些电介质的组合膜层。例如：氧化钛有折射率高(折射率n＝2.35-2.65)的特点，可以更有效地降低银层反射，并且有较强的耐腐蚀性能；而氧化锌表面更适合于银层成膜，可以在同样银层厚度情况下达到较低的辐射率，而底层电介质层采用先镀氧化钛再镀氧化锌的组合膜，可以结合此两种材料的优点。

但以上的描述的低辐射玻璃不能适应一些有低透光、高遮阳要求的用途，主要是指公共/商用建筑和车辆的侧窗用途。在上述低辐射产品中，如果要大幅度提高遮阳能力，只能靠增加银层厚度来实现，这会使玻璃的反射率增加，颜色发生变化，而一般低辐射膜玻璃中的电介质层在这种情况下，无法有效地调节以达到降低反射、调节颜色的作用。或者至少是顾此失彼，要么在达到预期颜色时会产生过高的可见光反射率——过高的光反射率对人眼有刺激作用；要么在达到遮阳能力和可见光反射率要求时出现完全不希望出现的颜色。

目前在低透光、高遮阳要求的用途上，通常需要采用两块镀膜玻璃来制成中空玻璃，向室外一块采用有较低透光率的普通镀膜玻璃，向室内一块采取低辐射玻璃，这样的做法增加了玻璃窗的成本。

本发明的目的是提供一种通过改变各层镀膜厚度、可得到所需要的反射率、反射色、透射率、透射色及遮阳能力、辐射率的新型吸收式低辐射玻璃。

本发明的方案是在镀制标准LOW-E之前，对基板玻璃进行清洗、干燥后，进行预真空过渡，然后在玻璃上镀制一层有一定吸收作用的膜层，其材料配置、工艺过程是：

膜层结构形式为自基板玻璃向外依次为：

a，玻璃/吸收层/电介质层(1)/保护层(1)/银层/保护层(2)/电介质层(2)或者

b，玻璃/吸收层/电介质层(1)/银层/保护层(2)/电介质层(2)/。