專利名稱：可膠合的黃金色熱反射玻璃板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可膠合的黃金色熱反射玻璃板，特別涉及一種可顯示品質(zhì)穩(wěn)定的黃金色反射色彩，且具有優(yōu)良的耐候性，與其它玻璃板膠合后可形成外觀為黃金色的熱反射玻璃板。
現(xiàn)有技術(shù)的染色玻璃由于其絕熱效果有限，已逐漸被鍍膜式熱反射玻璃取代；鍍膜式熱反射玻璃具有降低太陽能穿透的特性，用作建筑物外墻的建材，可降低樓房空調(diào)的負(fù)荷，從而可以節(jié)省能源。
黃金色一直是人們喜歡的顏色，然而，利用真空鍍膜法生產(chǎn)的黃金熱線反射玻璃，只能用于復(fù)層玻璃，而不能用于膠合的安全玻璃，因此不能兼顧美觀和安全。
現(xiàn)有技術(shù)中有一種真空鍍膜的方法，該方法是在玻璃表面上鍍一層黃金(gold)薄膜，然后再鍍一層保護(hù)膜，其工藝過程簡單且產(chǎn)品的顏色穩(wěn)定，次品率低，但是所使用的材料是黃金，成本昂貴，用于膠合玻璃時耐候性差，且其邊緣的黃金色容易褪色。
另一種真空鍍膜的方法是在玻璃表面上先鍍一層氮化鈦(TiN)薄膜，然后再鍍一層金屬鈦薄膜(或金屬鉻薄膜)，最后，鍍保護(hù)層氧化鈦(TiO2)或氧化鉻(Cr2O3)薄膜。雖然這種方法的成本較低，但是氮化鈦薄膜的顏色容易受工藝條件變動的影響，因此，產(chǎn)品的顏色不易控制，容易產(chǎn)生次品。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的真空鍍膜方法有如下缺點(1)以黃金為原料生產(chǎn)熱反射薄膜的成本太高，(2)大部分用作反射層的薄膜材料耐候性差，且黃金色的外觀易隨時間而變化，(3)玻璃板的工藝過程難以控制且色彩不穩(wěn)定。
本發(fā)明的目的在于提供一種可膠合的黃金色熱反射玻璃板，該方法不使用黃金薄膜或氮化鈦薄膜，生產(chǎn)成本低，利用了光干涉原理可使玻璃產(chǎn)生黃金色彩，工藝過程易于控制，耐候性良好，顏色也很穩(wěn)定，由于具有這些優(yōu)點，因而可用于大廈的安全窗戶。
本發(fā)明的特征在于這種可膠合的黃金色熱反射玻璃板包括透明或半透明的玻璃板以及鍍在玻璃板一面的多層薄膜，該多層薄膜包括四層涂膜，其在玻璃板上的順序為干涉層、反射層、穩(wěn)定層和保護(hù)層。
干涉層由透明或半透明的氧化物或氮化物例如TiO2、SiO2、Si3N4、ZnO以及SiOxNy制成，該干涉層的功能是，對由玻璃面穿透的入射光進(jìn)行干涉，使其反射的光線呈黃金色，優(yōu)選的干涉層厚度為100-300埃，可以根據(jù)需要調(diào)整其厚度以獲得不同色調(diào)的黃金色。
反射層由銅系合金制成，銅系合金包括銅(約70-97％)及其它金屬(約3-30％)，優(yōu)選實施例的銅系合金是銅-鎳合金，其中鎳金屬占總合金組成約3-25％，該反射層可反射紅外光以阻止太陽能透過玻璃而導(dǎo)致室內(nèi)溫度上升，且能反射可見光，從而可調(diào)整室內(nèi)光線的強(qiáng)度。
穩(wěn)定層由鉻、鎳或鎳-鉻合金組成，其作用是保護(hù)和穩(wěn)定銅系合金層，提高耐候性；鉻金屬層的厚度優(yōu)選為至少100埃，該層并具有調(diào)整玻璃板可見光穿透率的功能。
保護(hù)層為透明或半透明的氧化物或氮化物，例如TiO2、SiO2以及Si3N4等，其主要功能為保護(hù)底下的金屬層，使其免受化學(xué)腐蝕或機(jī)械性刮傷，該層的厚度優(yōu)選為至少100埃。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明

圖1為本發(fā)明優(yōu)選實施例的橫截面圖。
圖2為本發(fā)明中對兩種鍍不同膜的玻璃板所做的反射光的光譜分析圖。
圖3為玻璃板的一面鍍以純黃金金屬，由玻璃面及鍍膜面所反射的光譜分析圖。
圖1所示為本發(fā)明可膠合的黃金色熱反射玻璃板20的橫截面圖，它包括透明或半透明玻璃板10和鍍在玻璃板10一面上的多層薄膜，該多層薄膜包括四層涂膜，在玻璃板上依次為透明或半透明的干涉層1、銅系合金的反射層2、鉻穩(wěn)定層3以及透明保護(hù)層4，本實施例呈現(xiàn)黃金色。
所述干涉層1利用濺鍍法將氧化物或氮化物制成，例如將TiO2、SiO2、Si3N4、ZnO以及SiOxNy等鍍在玻璃板10上，該干涉層1的功能是，對入射光穿透玻璃板20的光線進(jìn)行干涉，使其反射的光線呈黃金色，優(yōu)選的干涉層厚度為100-300埃，可通過調(diào)整其厚度獲得不同色調(diào)的黃金色。而濺鍍法則是利用鈦(Ti)靶或其它靶材，在真空狀態(tài)下通入氬氣和氧氣的混合氣體，將氧化鈦薄膜鍍在玻璃板10上，氬氣和氧氣的比例優(yōu)選約為20比80，但也可以采取其它的比例。
該反射層2濺鍍在干涉層1上，由銅系合金所組成，包括銅(約70-97％)和其它金屬(約3-30％)，優(yōu)選實施例的銅系合金是銅-鎳合金，其中鎳金屬占總合金組成約3-25％，該反射層的功能是可反射紅外光，以阻止太陽能透過多層薄膜和玻璃而導(dǎo)致室內(nèi)溫度升高，且能反射可見光，從而可調(diào)整室內(nèi)光線的強(qiáng)度。形成該反射層2的濺鍍條件為常用的銅-鎳靶材，或其它適當(dāng)?shù)你~系合金靶材，在真空狀態(tài)下通入氬氣。
該穩(wěn)定層3由鉻、鎳或鎳-鉻合金所組成，其作用是保護(hù)和穩(wěn)定上述反射層2的銅系合金，提高耐候性；此層的厚度優(yōu)選為至少100埃，由于此層也可以反射可見光，因此可見光穿過本發(fā)明玻璃板20的穿透率取決于上述的反射層2和此層。而形成該穩(wěn)定層3的濺鍍條件為常用的純鉻靶材，或其它適當(dāng)?shù)逆嚮蜴?鉻合金靶材，在真空狀態(tài)下通入氬氣。
該保護(hù)層4鍍在上述穩(wěn)定層3上，為透明或半透明的氧化物或氮化物，例如TiO2、SiO2以及Si3N4等，該保護(hù)層可以保護(hù)底下的鉻層(或鎳或鎳-鉻合金層)，使其免受化學(xué)腐蝕或機(jī)械性刮傷。形成該保護(hù)層4的濺鍍條件為利用鈦靶材或其它適當(dāng)靶材，在真空狀態(tài)下通入氬氣和氧氣或氬氣和氮氣或氬氣、氧氣和氮氣，優(yōu)選的氬氣和氧氣的比例為20比80。
本發(fā)明優(yōu)選的實施例1是將四層涂膜涂布在透明或半透明的玻璃板10上，形成黃金色的熱反射玻璃板，其工藝過程如下(1)鍍TiO2薄膜(干涉層)--將玻璃板10洗凈吹干，放入濺鍍機(jī)的真空室中，真空室內(nèi)抽真空至壓力為5×10-5Torr以下，再將氬氣和氧氣的混合氣體通入真空室中，混合比例為20比80，壓力為10m-Torr，穩(wěn)定后，將Ti靶電源打開，開始將第一層的TiO2薄膜鍍在玻璃板10上，直到穿透率低于85％后，關(guān)閉Ti靶電源及氣體管路，再將真空室抽真空至1×10-4Torr。(2)鍍Cu-Ni薄膜(反射層)——第一層的干涉層1形成后，將氬氣通入真空室并將壓力調(diào)節(jié)到10m-Torr，穩(wěn)定后，打開Cu-Ni靶電源，將第二層的Cu-Ni薄膜鍍在TiO2薄膜上，至穿透率低于16％時，關(guān)閉Cu-Ni靶電源。(3)鍍Cr(穩(wěn)定層)——在第二層反射層2的Cu-Ni鍍層形成約1分鐘后，再打開Cr靶電源，將純Cr金屬薄膜鍍在Cu-Ni薄膜上，至穿透率低于10％為止，關(guān)閉Cr靶電源。(4)鍍TiO2薄膜(保護(hù)層)——當(dāng)上述Cr穩(wěn)定層3形成后，減小氬氣流量并通入氧氣混合，混合比為20比80，總壓力仍為10m-Torr，穩(wěn)定后，打開Ti靶電源，將TiO2薄膜鍍在純Cr層上，至穿透率升高到12％為止，關(guān)閉Ti靶電源。
將氮氣通入真空室，壓力升高到1大氣壓，打開濺鍍機(jī)，取出已鍍膜的黃金色玻璃板20。
本發(fā)明優(yōu)選的實施例2的工藝過程如下(1)鍍TiO2薄膜(干涉層)——與上述優(yōu)選的實施例1相同。(2)鍍Cu-Cr薄膜(反射層)——第一層的干涉層1形成后，將氬氣通入真空室并將壓力調(diào)節(jié)到10m-Torr，穩(wěn)定后，打開Cu-Cr靶電源，將第二層的Cu-Cr薄膜鍍在TiO2薄膜上，至穿透率低于16％時，關(guān)閉Cu-Cr靶電源。(3)鍍Cr(穩(wěn)定層)——在第二層反射層2的Cu-Cr鍍層形成約1分鐘后，再打開Cr靶電源，將純Cr金屬薄膜鍍在Cu-Cr薄膜上，至穿透率低于10％為止，關(guān)閉Cr靶電源。(4)鍍TiO2薄膜(保護(hù)層)——與上述優(yōu)選的實施例1相同。
本發(fā)明優(yōu)選的實施例3的工藝過程如下(1)鍍TiO2薄膜(干涉層)——與上述優(yōu)選的實施例1相同。(2)鍍Cu-Ni薄膜(反射層)——待壓力穩(wěn)定后，打開Cu-Ni靶電源，將第二層的Cu-Ni薄膜鍍在TiO2薄膜上，至穿透率低于10％時，關(guān)閉Cu-Ni靶電源。(3)鍍TiO2薄膜(保護(hù)層)——在第二層反射層2的Cu-Ni鍍層形成后，減小氬氣流量并通入氧氣混合，混合比為20比80，總壓力改為10m-Torr，壓力穩(wěn)定后，打開Ti靶電源，將第四層TiO2保護(hù)層鍍在第二層Cu-Ni薄膜上，直到穿透率增加到12％后，關(guān)閉Ti靶電源。(4)最后，將氮氣通入真空室，壓力升高到1大氣壓，打開濺鍍機(jī)，取出已鍍膜的黃金色玻璃板20。
圖2所示為黃金色玻璃板反射光線的光譜分析，曲線I的鍍膜結(jié)構(gòu)依次為TiO2、CuAl金屬、Ti金屬及TiO2膜層，曲線II的鍍膜結(jié)構(gòu)依次為TiO2、CuNi金屬及TiO2膜層，上述與圖3表面涂布黃金的玻璃的反射光光譜圖作比較，已近似于表面涂布黃金的反射光。
本發(fā)明優(yōu)選的實施例4的工藝過程如下(1)鍍TiO2薄膜(干涉層)——與上述優(yōu)選的實施例1相同。(2)鍍Cu-Al薄膜(反射層)——在第一層的干涉層1形成后，將氬氣通入真空室并將壓力調(diào)節(jié)到10m-Torr，穩(wěn)定后，打開Cu-Al靶電源，將第二層的Cu-Al薄膜鍍在TiO2薄膜上，至穿透率低于16％時，關(guān)閉Cu-Al靶電源。(3)鍍Ti(穩(wěn)定層)——在第二層反射層2的Cu-Al鍍層形成約1分鐘后，再打開Ti靶電源，將純Ti金屬薄膜鍍在Cu-Al薄膜上，至穿透率低于10％為止，關(guān)閉Ti靶電源。(4)鍍TiO2薄膜(保護(hù)層)——當(dāng)上述Ti穩(wěn)定層3形成后，減小氬氣流量并通入氧氣混合，混合比為20比80，總壓力仍為10m-Torr，穩(wěn)定后，打開Ti靶電源，將TiO2薄膜鍍在純Ti薄膜上，至穿透率升高到12％為止，關(guān)閉Ti靶電源。
將氮氣通入真空室，壓力升高到1大氣壓，打開濺鍍機(jī)，取出已鍍膜的黃金色玻璃板20。
本發(fā)明優(yōu)選的實施例5的工藝過程如下(1)鍍ZnO薄膜(干涉層)——將玻璃板10洗凈吹干，放入濺鍍機(jī)的真空室中，真空室內(nèi)抽真空至壓力為5×10-5Torr以下，再通入氧氣至壓力為8m-Torr，壓力穩(wěn)定后，打開Zn靶電源，將ZnO薄膜鍍在玻璃板10的表面上，直到穿透率降低至83％后，關(guān)閉Zn靶電源，關(guān)閉氣體管路，再將真空室抽真空至1×10-4Torr。(2)鍍Cu-Al薄膜(反射層)——在第一層的干涉層1形成后，將氬氣通入真空室并將壓力調(diào)節(jié)到10m-Torr，穩(wěn)定后，打開Cu-Al靶電源，將第二層的Cu-Al薄膜鍍在ZnO薄膜上，至穿透率低于16％時，關(guān)閉Cu-Al靶電源。(3)鍍Al(穩(wěn)定層)——在第二層反射層2的Cu-Al鍍層形成約1分鐘后，再打開Al靶電源，將純Al金屬薄膜鍍在Cu-Al薄膜上，至穿透率低于10％為止，關(guān)閉Al靶電源。(4)鍍ZnO薄膜(保護(hù)層)——關(guān)閉氬氣并通入氧氣至壓力為8m-Torr，穩(wěn)定后，打開Zn靶電源，將ZnO薄膜鍍在純Al薄膜上，至穿透率升高到12％為止，關(guān)閉Zn靶電源。
將氮氣通入真空室，壓力升高到1大氣壓，打開濺鍍機(jī)，取出已鍍膜的黃金色玻璃板20。
以下是本發(fā)明實施例3、4及涂布黃金的玻璃板反射光的顏色和亮度，按國際照明協(xié)會(CIE，Commission International del′Eclairage)所制訂的色坐標(biāo)(Color Coordinates)表示，本發(fā)明選擇其中的CIELab系統(tǒng)表示所發(fā)展的黃金色玻璃板的顏色，并以C光源及視角10度下所作的測定結(jié)果，L代表物體的亮度，a正符號代表紅色的程度，a負(fù)符號代表綠色的程度，b正符號代表黃色的程度，b負(fù)符號代表藍(lán)色的程度。
權(quán)利要求
1.一種可膠合的黃金色熱反射玻璃板，該玻璃板包括透明或半透明的玻璃板以及鍍在該玻璃板一面的多層薄膜，其特征在于該多層薄膜包括干涉層、反射層和保護(hù)層；該干涉層連接該玻璃板，由透明或半透明的氧化物或氮化物所組成；該反射層連接該干涉層，為銅系合金層；該保護(hù)層連接該反射層，該保護(hù)層為透明或半透明的氧化物或氮化物所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于該反射層和保護(hù)層間包括一層穩(wěn)定層，該穩(wěn)定層由鉻、鎳或鎳-鉻合金所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于可見光的穿透率為5％-40％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于該氧化物或氮化物包括TiO2、SiO2、Si3N4、ZnO以及SiOxNy。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于該干涉層的厚度為100-300埃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于該銅系合金的銅含量為70-97％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于該銅系合金為銅-鎳合金，其鎳含量為3-25％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于該保護(hù)層的厚度為至少100埃。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于可見光的穿透率為5％-40％。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于該氧化物或氮化物包括TiO2、SiO2、Si3N4、ZnO以及SiOxNy。
11.根據(jù)權(quán)利要求2的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于該干涉層的厚度為100-300埃。
12.根據(jù)權(quán)利要求2的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于該銅系合金的銅含量為70-97％。
13.根據(jù)權(quán)利要求2的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于該銅系合金為銅-鎳合金，其鎳含量為3-25％。
14.根據(jù)權(quán)利要求2的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于該穩(wěn)定層的厚度為至少100埃。
15.根據(jù)權(quán)利要求2的可膠合的黃金色熱反射玻璃板，其特征在于該保護(hù)層的厚度為至少100埃。
全文摘要
一種可膠合的黃金色熱反射玻璃板，在該玻璃板的一面上鍍以多層薄膜，當(dāng)光線透過時，會使反射的光線顯現(xiàn)出黃金色，該多層薄膜是由透明或半透明氧化物或氮化物組成的干涉層；銅系合金組成的反射層；鉻、鎳及鎳-鉻合金組成穩(wěn)定層以及透明或半透明氧化物或氮化物組成的保護(hù)層，利用真空濺鍍的方法制成，成本低，產(chǎn)品穩(wěn)定性高，不易因工藝條件而影響顏色，且具有優(yōu)良的耐候性以及可調(diào)整干涉層厚度獲得不同色調(diào)的優(yōu)點。
文檔編號C03C17/36GK1131647SQ9510352
公開日1996年9月25日 申請日期1995年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月17日
發(fā)明者吳志杰, 朱兆杰, 林啟義 申請人:林陽實業(yè)股份有限公司, 財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院