CN101186449B

CN101186449B - 一种多膜系镀膜玻璃及其制备方法

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Publication number: CN101186449B
Application number: CN2007101789293A
Authority: CN
Inventors: 宋秀宁; 钱苗根
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Current assignee: Individual
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: CN101186449A

Abstract

一种多膜系镀膜玻璃及其制备方法，该方法包括以下步骤：A：选择玻璃，按预定尺寸切割成玻璃片，对玻璃片进行清洗，然后进行干燥；B：用磁控溅射镀膜机在上述玻璃片表面上镀覆厚度为28-48nm的氧化铟锡合金膜；C：用真空镀膜机在上述氧化铟锡合金膜的表面上，镀覆厚度为5-15nm的过渡膜；该过渡膜是硫化锌膜、二氧化钛膜中的一种；D：用真空镀膜机在上述过渡膜的表面上，镀覆厚度为10-22nm的银膜；E：用真空镀膜机在上述银膜表面上，镀覆厚度为40-70nm的保护膜；该保护膜是硫化锌膜、二氧化钛膜中的一种；用本方法生产的玻璃，透明度高，可有效地反射红外线、阻挡紫外线，在低电压下能迅速、均匀地发热，去雾除霜、融冰化雪。

Description

一种多膜系镀膜玻璃及其制备方法

技术领域

本发明属于玻璃技术领域，特别涉及一种多膜系镀膜玻璃，该镀膜玻璃主要用作汽车挡风玻璃。

背景技术

汽车的挡风玻璃大多采用无色、透明的钢化玻璃，对太阳光的反射率低，隔热效果差，为了改善这种情况，一些中高档汽车开始使用镀膜玻璃，目前，国外的最新产品是ITO镀膜玻璃，ITO是Indium-Tin-Oxide，的缩写，其中文名称是氧化铟锡合金，其镀膜方法是磁控溅射法，即用磁控溅射镀膜机将氧化铟锡合金镀到玻璃表面。

氧化铟锡合金镀膜的优点是：与玻璃基底结合牢固，耐磨损，耐酸碱、耐低温，使用寿命长，有良好的阻挡太阳光中紫外线的功能和屏蔽电磁波的性能。

但是氧化铟锡合金镀膜也有如下缺点：

即当其膜层太薄时，对太阳光中红外线的阻挡功能较差，红外波段的透过率极高，热量通过红外热辐射直接传到车内，隔热效果差。为了增加对太阳光中红外线的阻挡能力，只有增加氧化铟锡合金镀膜的厚度，但是随着氧化铟锡合金镀膜厚度的增加，又会产生一个新问题，就是会显著降低可见光透过率，导致黑屏现象。

所以ITO镀膜的厚度选择一直处于两难的处境：

从阻挡红外线的角度来说，膜层越厚越好。

从电加热的角度来说，膜层是越厚越好，因为越厚电阻越小，电热功率＝U²/R，汽车电源为低电压12V，膜层的电阻越小，产生的电热功率越大，升温速度越快，可在效地去雾除霜、融冰化雪。

但从可见光的透光率来讲，膜层越薄越好。

现有的ITO镀膜玻璃只有一个膜层，其厚度都大于50nm，这一厚度对可见光透过率已经产生不利的影响，对红外线的阻挡力又不够。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种多膜系镀膜玻璃及其制备方法，用本方法生产的镀膜玻璃，透明度高，可有效地反射红外线、阻挡紫外线，在低电压下能迅速、均匀地发热，去雾除霜、融冰化雪。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多膜系镀膜玻璃的制备方法，其特征是：包括以下步骤：

A：选择玻璃，按预定尺寸切割成玻璃片，对玻璃片进行清洗，然后进行干燥；

B：用磁控溅射镀膜机在上述玻璃片表面上镀覆厚度为28-48纳米的氧化铟锡合金膜；

C：用真空镀膜机在上述氧化铟锡合金膜的表面上，镀覆厚度为5-15纳米的过渡膜；该过渡膜是硫化锌膜、二氧化钛膜中的一种；

D：用真空镀膜机在上述过渡膜的表面上，镀覆厚度为10-22纳米的银膜；

E：用真空镀膜机在上述银膜表面上，镀覆厚度为40-70纳米的保护膜；该保护膜是硫化锌膜、二氧化钛膜中的一种。

在完成步骤A后，也可以用丝网印刷机将银浆导电胶印刷在玻璃片的上、下边缘处，形成导电条，再进行步骤B。

最优的实施方法是：

所述步骤B中，氧化铟锡合金膜的厚度是38纳米；

所述步骤C中，过渡膜的厚度是10纳米；

所述步骤D中，银膜的厚度是18纳米；

所述步骤E中，保护膜的厚度是55纳米。

一种多膜系镀膜玻璃，包括玻璃片和敷设在玻璃片表面上的四层镀膜，其特征是：该四层镀膜由内向外依次是：氧化铟锡合金膜、过渡膜、银膜、保护膜，其中氧化铟锡合金膜的厚度是28-48纳米、过渡膜的厚度是5-15纳米、银膜的厚度是10-22纳米、保护膜的厚度是40-70纳米。

最优的玻璃结构是：

氧化铟锡合金膜的厚度是38纳米、过渡膜的厚度是10纳米、银膜的厚度是18纳米、保护膜的厚度是55纳米。

所述过渡膜是硫化锌膜、二氧化钛膜中的一种。

所述保护膜是硫化锌膜、二氧化钛膜中的一种。

本发明的创新点如下：

采用多层镀膜，其中第一层ITO镀膜的厚度小于48nm，提高可见光的透光率。

采用银镀膜来反射红外线，在各元素中，银是最好的长波热能反射材料，当其膜层厚度控制在10nm至22nm时有良好的红外反射率又有良好的可见光透过率。

银的缺点是硬度低，不耐磨，容易氧化和受侵蚀，并且与无机玻璃或有机透明材料的结合不够牢固，因此必须用保护膜予以保护，用过渡膜来提高结合力。

本发明的多层镀膜可分为两种膜系，

第一种为ITO/ZnS/Ag/ZnS四层膜系。其中ITO膜与Ag膜之间的过渡膜为硫化锌膜，Ag膜的保护膜也是硫化锌膜。

第二种为ITO/TiO₂/Ag/TiO₂四层膜系。其中ITO膜与Ag膜之间的过渡膜为二氧化钛膜，Ag膜的保护膜也是二氧化钛膜。

ZnS/Ag/ZnS膜系与TiO₂/Ag/TiO₂膜系有许多相似之处，它们都具有良好的可见光透过率和红外光反射率以及低的电阻率。ITO膜的折射率约为2，而ZnS膜的折射率约为2.3(λ＝550nm时为2.35；λ＝202nm时为2.2)，两者较接近，前者较后者低一些。TiO₂膜的折射率与ZnS膜的折射率很接近，在一定范围内可以互换。ZnS膜、TiO₂膜和Ag膜都可以用电阻加热的真空蒸镀法来制备镀膜，因而在生产上，带来许多方便之处，成本也较低。

实验测定发现，当第二层的ZnS膜或TiO₂膜较薄，而第四层的ZnS或TiO₂膜较厚时，可以使可见光透过率峰值位置向高值方向迁移，所以，适当地选择ITO/ZnS/Ag/ZnS和ITO/TiO₂/Ag/TiO₂膜系中各层膜的厚度，可以使其具有良好的可见光透过率和红外光反射率以及低的电阻率。

ITO膜的厚度减小后，其可见光的透光率增加了，但是其电阻值也会相应增加，若与低电压电源连接时，加热功率低，升温速度慢，但是银具有非常好的导电性能，是最佳的导电体之一，可使整个膜系的面电阻值显著降低，恰好可弥补ITO膜减薄后电阻值升高的问题，从而在低电压下快速加热。值得一提的是：若将ZnS/Ag/ZnS或TiO₂/Ag/TiO₂三层膜系直接应用在挡风玻璃上，有着较大的难度，其中之一就是在12V电压下难于长时间稳定工作。而将它们敷设在ITO膜上，就可以使其稳定的工作。而ITO膜的电阻值与其厚度有一定的非线性对应关系，随着ITO膜厚度的减小，其阻值会增加。所以，综合考虑上述各种因素，本发明适当地选择了各膜层的厚度，兼得其优点，即保证了可见光的高透过率，又有效地反射了红外线，阻挡了紫外线，在低电压下能迅速、均匀地发热，去雾除霜、融冰化雪，这种镀膜玻璃即可以用作汽车等交通运输工具的挡风玻璃。

本产品具有如下优点：

一.透明度高：可见光透过率大于70％。

二.导电性能好：面电阻值低，上、下导电条之间的电阻约为2至4欧姆，使用汽车低电压电源可实现快速加热。在12V电压下，5分钟时可升高8℃左右，18分钟时可升高14℃左右，而且耗电量很小，电流恒定，工作稳定可靠。

三.热反射性能好：在近红外区(720nm至2500nm)有很强的光反射性，使太阳能透过率显著下降。若为汽车，进入车内的热量减少约50％。

四.隔热：在中、远红外区有高的光反射率，反射率在85％以上。

五.阻隔紫外线：有高的紫外线阻隔率，紫外线阻隔率在85％以上。

六.耐磨、耐蚀：由于是夹层玻璃，镀层处于夹层中，所以不会磨损和腐蚀。

附图说明

图1是用本方法制备出的多膜系镀膜玻璃的结构示意图。

图2是图1的F-F剖视图。

图3是图2的G局部的放大图。

具体实施方式

实施例一

本发明是一种多膜系镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：选择浮法玻璃，将其切成玻璃片；玻璃片的尺寸为：长400mm，宽400mm，厚2mm。

步骤二：用清洗液对玻璃片进行清洗，将表面油污、手印等污物除去，然后用清水和去离子水刷洗，再用烘箱加热干燥，除去玻璃片表面的水分。

步骤三：用磁控溅射镀膜机在上述玻璃片表面上镀覆厚度为28nm的氧化铟锡合金膜；

步骤四：用真空镀膜机在上述氧化铟锡合金膜的表面上，镀覆厚度为15nm的过渡膜；该过渡膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种；

步骤五：用真空镀膜机在上述过渡膜的表面上，镀覆厚度为22nm的Ag膜；

步骤六：用真空镀膜机在上述Ag膜表面上，镀覆厚度为70nm的保护膜；该保护膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

实施例二

本发明是一种多膜系镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：选择浮法玻璃，将其切成玻璃片；玻璃片的尺寸为：长420mm，宽420mm，厚2.2mm。

步骤三：用丝网印刷机将银浆导电胶印刷在玻璃片的上、下边缘，形成两个导电条；每个导电条的宽度为10mm。

步骤四：用磁控溅射镀膜机在上述印刷有导电条的玻璃片表面上镀覆厚度为32nm的氧化铟锡合金膜。

步骤五：用真空镀膜机在上述氧化铟锡合金膜的表面上，镀覆厚度为13nm的过渡膜；该过渡膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

步骤六：用真空镀膜机在上述过渡膜的表面上，镀覆厚度为20nm的Ag膜。

步骤七：用真空镀膜机在上述Ag膜表面上，镀覆厚度为65nm的保护膜；该保护膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

实施例三

本发明是一种多膜系镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：选择浮法玻璃，将其切成玻璃片；玻璃片的尺寸为：长440mm，宽440mm，厚2.4mm。

步骤四：用磁控溅射镀膜机在上述印刷有导电条的玻璃片表面上镀覆厚度为36nm的氧化铟锡合金膜。

步骤五：用真空镀膜机在上述氧化铟锡合金膜的表面上，镀覆厚度为12nm的过渡膜；该过渡膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

步骤六：用真空镀膜机在上述过渡膜的表面上，镀覆厚度为19nm的Ag膜。

步骤七：用真空镀膜机在上述Ag膜表面上，镀覆厚度为60nm的保护膜；该保护膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

实施例四

本发明是一种多膜系镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：

步骤四：用磁控溅射镀膜机在上述印刷有导电条的玻璃片表面上镀覆厚度为38nm的氧化铟锡合金膜。

步骤五：用真空镀膜机在上述氧化铟锡合金膜的表面上，镀覆厚度为10nm的过渡膜；该过渡膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

步骤六：用真空镀膜机在上述过渡膜的表面上，镀覆厚度为18nm的Ag膜。

步骤七：用真空镀膜机在上述Ag膜表面上，镀覆厚度为55nm的保护膜；该保护膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

实施例五

本发明是一种多膜系镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：选择浮法玻璃，将其切成玻璃片；玻璃片的尺寸为：长460mm，宽460mm，厚2.6mm。

步骤四：用磁控溅射镀膜机在上述印刷有导电条的玻璃片表面上镀覆厚度为40nm的氧化铟锡合金膜。

步骤五：用真空镀膜机在上述氧化铟锡合金膜的表面上，镀覆厚度为9nm的过渡膜；该过渡膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

步骤六：用真空镀膜机在上述过渡膜的表面上，镀覆厚度为16nm的Ag膜。

步骤七：用真空镀膜机在上述Ag膜表面上，镀覆厚度为50nm的保护膜；该保护膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

实施例六

本发明是一种多膜系镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：选择浮法玻璃，将其切成玻璃片；玻璃片的尺寸为：长480mm，宽480mm，厚2.8mm。

步骤四：用磁控溅射镀膜机在上述印刷有导电条的玻璃片表面上镀覆厚度为42nm的氧化铟锡合金膜。

步骤五：用真空镀膜机在上述氧化铟锡合金膜的表面上，镀覆厚度为8nm的过渡膜；该过渡膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

步骤六：用真空镀膜机在上述过渡膜的表面上，镀覆厚度为14nm的Ag膜。

步骤七：用真空镀膜机在上述Ag膜表面上，镀覆厚度为48nm的保护膜；该保护膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

实施例七

本发明是一种多膜系镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：

步骤四：用磁控溅射镀膜机在上述印刷有导电条的玻璃片表面上镀覆厚度为46nm的氧化铟锡合金膜。

步骤五：用真空镀膜机在上述氧化铟锡合金膜的表面上，镀覆厚度为6nm的过渡膜；该过渡膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

步骤六：用真空镀膜机在上述过渡膜的表面上，镀覆厚度为12nm的Ag膜。

步骤七：用真空镀膜机在上述Ag膜表面上，镀覆厚度为45nm的保护膜；该保护膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

实施例八

本发明是一种多膜系镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：

步骤四：用磁控溅射镀膜机在上述印刷有导电条的玻璃片表面上镀覆厚度为48nm的氧化铟锡合金膜。

步骤五：用真空镀膜机在上述氧化铟锡合金膜的表面上，镀覆厚度为5nm的过渡膜；该过渡膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

步骤六：用真空镀膜机在上述过渡膜的表面上，镀覆厚度为10nm的Ag膜。

步骤七：用真空镀膜机在上述Ag膜表面上，镀覆厚度为40nm的保护膜；该保护膜是ZnS膜、TiO₂膜中的一种。

用上述方法制成的多膜系镀膜玻璃的结构如图1、图2、图3所示。

包括玻璃片5和敷设在玻璃片5表面上的四层镀膜，四层镀膜由内向外依次是：氧化铟锡合金膜1、过渡膜2、银膜3、保护膜4，其中氧化铟锡合金膜1的厚度是28-48nm、过渡膜2的厚度是5-15nm、银膜3的厚度是10-22nm、保护膜4的厚度是40-70nm。氧化铟锡合金镀膜1最靠近玻璃片5。

在最佳实施方案中，氧化铟锡合金膜1的厚度是38nm、过渡膜2的厚度是10nm、银膜3的厚度是18nm、保护膜4的厚度是55nm。

过渡膜2是硫化锌膜、二氧化钛膜中的一种。

保护膜4是硫化锌膜、二氧化钛膜中的一种。

请参照图1，该玻璃片5的上、下边缘处分别设置有上、下导电条6、7，上、下导电条6、7分别外接有上、下引线8、9，上、下引线8、9呈对角布置，上、下引线8、9与电源连接后，镀膜玻璃能迅速、均匀地发热，去雾除霜、融冰化雪。

Claims

1.一种多膜系镀膜玻璃的制备方法，其特征是：由以下步骤组成：

B：用磁控溅射镀膜机在上述玻璃片表面上镀覆厚度为28-48nm的氧化铟锡合金膜；

C：用真空镀膜机在上述氧化铟锡合金膜的表面上，镀覆厚度为5-15nm的过渡膜；该过渡膜是硫化锌膜、二氧化钛膜中的一种；

D：用真空镀膜机在上述过渡膜的表面上，镀覆厚度为10-22nm的银膜；

E：用真空镀膜机在上述银膜表面上，镀覆厚度为40-70nm的保护膜；该保护膜是硫化锌膜、二氧化钛膜中的一种。

2.如权利要求1所述的多膜系镀膜玻璃的制备方法，其特征是：在完成步骤A后，用丝网印刷机将银浆导电胶印刷在玻璃片的上、下边缘处，形成导电条，再进行步骤B。

3.如权利要求1所述的多膜系镀膜玻璃的制备方法，其特征是：

所述步骤B中，氧化铟锡合金膜的厚度是36-40nm；

所述步骤C中，过渡膜的厚度是8-12nm；

所述步骤D中，银膜的厚度是16-20nm；

所述步骤E中，保护膜的厚度是50-60nm。

4.如权利要求1所述的多膜系镀膜玻璃的制备方法，其特征是：

所述步骤B中，氧化铟锡合金膜的厚度是38nm；

所述步骤C中，过渡膜的厚度是10nm；

所述步骤D中，银膜的厚度是18nm；

所述步骤E中，保护膜的厚度是55nm。

5.一种多膜系镀膜玻璃，由玻璃片和敷设在玻璃片表面上的四层镀膜组成，其特征是：该四层镀膜由内向外依次是：氧化铟锡合金膜、过渡膜、银膜、保护膜，其中氧化铟锡合金膜的厚度是28-48nm、过渡膜的厚度是5-15nm、银膜的厚度是10-22nm、保护膜的厚度是40-70nm。

6.如权利要求5所述的一种多膜系镀膜玻璃，其特征是：所述氧化铟锡合金膜的厚度是38nm、过渡膜的厚度是10nm、银膜的厚度是18nm、保护膜的厚度是55nm。

7.如权利要求5或6所述的一种多膜系镀膜玻璃，其特征是：所述过渡膜是硫化锌膜、二氧化钛膜中的一种。

8.如权利要求5或6所述的一种多膜系镀膜玻璃，其特征是：所述保护膜是硫化锌膜、二氧化钛膜中的一种。