一种片状基片的连续镀膜生产系统技术方案

本发明专利技术公开了一种片状基片的连续镀膜生产系统，包括依次连通的进料区、工作区和下料区，进料区包含进片台，工作区依据镀膜工艺流程方向依次包括若干预真空室、第一过渡室、镀膜沉积室、快速气氛退火室、若干预真空室，下料区包括卸料台，工作区各室均具备所需真空环境；还包括能进行线性传动的传输装置；所述传输装置贯通整个进料区、工作区和下料区。本连续镀膜系统实现了包含热色涂层材料在内的一层或多层复合膜的在同一条生产线的分区域连续沉膜与退火，明显提高了生产效率，同时降低了材料在镀膜后离线退火过程中的材料损耗成本。由于其独特的结构设计可以明显改善钢化应力损耗的问题，该系统生产的钢化玻璃基智能玻璃应力可达到国家建筑节能安全玻璃的应力标准要求≥90Mpa。

【技术实现步骤摘要】
一种片状基片的连续镀膜生产系统
本专利技术涉及热色涂层材料的生产制备领域，尤其是涉及一种片状基片的连续镀膜 生产系统。
技术介绍
迫于能源短缺的压力，目前世界各国都十分关注占据社会三分之一总能耗的建筑 节能领域，尤其是建筑门窗节能成为关注焦点。为此L0W-E节能门窗玻璃已经获得广泛应 用，但是光学特性不能随人的意志或环境条件而改变，其舒适性和节能效果存在局限性。相 比而言，热色涂层材料（尤其热色智能玻璃）具有随环境温度变化调控得热量的功能，其节 能效果更为明显，成为与L0W-E玻璃相媲美的节能玻璃产品的选择。已经有多家科研机构 或产业公司进行热色智能玻璃的研究与开发，近年来尤其从产业化角度开展了具有相关功 能镀膜生产系统和加热系统设备的研究。针对玻璃基的二氧化钒热色智能玻璃而言，不管 是高温一次沉膜还是低温沉膜后高温退火一般都需要在400°C?600°C温度范围进行，因 普通玻璃基片在150°C左右以上的温度易出现破损。故需要选择耐温性能较好的钢化玻璃 作为基片，然而钢化玻璃在400°C?600°C温度范围内已经开始出现应力损耗造成安全性 能下降，保持该温度条件的时间越长则应力损耗越大，最终使得制备的热色智能玻璃强度 不能够达到国家或行业相关使用标准，因此相关工艺路线以及生产设备的研制有待考虑这 个重要的问题。 中国专利CN103204636A公布一种透明导电氧化物镀膜玻璃镀膜线加热冷却 系统，该设备可以用于高温条件下一次沉积热色涂层材料的工艺路线，但是该结构复杂 维护不便，采取电阻式的加热方式效率低下，为了维持沉膜需要的温度而在玻璃上下表 面都加热，玻璃整体处于热色涂层材料沉积所需温度40(TC?60(TC的高温状态，必然 造成钢化玻璃基的应力损耗安全性能下降，不能够达到国家或行业相关使用标准，如 GB15763. 2-2005建筑用安全玻璃-钢化玻璃、GB17841-1999幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃 以及GB18045-2000铁道车辆用安全玻璃。此外玻璃整体吸热量多降温缓慢，不利于快速降 温改善钢化玻璃应力损耗的问题，加热过程和冷却过程能耗巨大。中国专利CN101008074A 提供了一种可以带旋转反射罩的红外加热装置以及可实现基片旋转和移动的镀膜装置，但 是其结构复杂不利于大批量热色智能玻璃在如图所示的设备结构的工件平台上频繁移动， 此外加热系统整体位于真空室内部，因散热等原因导致使用寿命受到严重影响，而且红外 辐射灯管维护也不方便。中国专利CN2846440Y提出一种连续镀膜装置用加热器，真空室内 设置保温层，其结果造成被处理基片因为环境二次辐射等造成非主要的膜层一次的表层 受热，而是基片整体温度的上升，如果应用于玻璃基热色涂层材料的退火处理明显影响钢 化应力损耗，同时因玻璃吸收较多会引起降温速度的降低。此外，辐射灯管完全置于真空室 内因散热等原因导致使用寿命受到严重影响，而且红外辐射灯管维护也不方便。
技术实现思路
鉴于现有镀膜以及加热系统的使用局限，本专利技术提供一种连续镀膜系统，通过同 一条生产线低温溅射镀膜、高温真空快速退火的方法实现在片状基片的连续镀制完成具有 随环境温度变化调控得热量的热色涂层材料，同时改善涂覆热色涂层的玻璃基片在退火过 程中应力损耗问题。 为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： -种片状基片的连续镀膜系统，其特征是：包括依次连通的进料区、工作区和下料 区，进料区包含进片台1，工作区依据镀膜工艺流程方向依次包括若干预真空室、第一过渡 室4、第一镀膜沉积室5、快速气氛退火室6、若干预真空室，下料区包括卸料台12,工作区各 室均具备所需真空环境；所述各预真空室通过密封装置分隔；所述快速气氛退火室6内设 有工作腔60,所述工作腔60包括内腔601和外壁602,内腔601和外壁602之间设有用于 流动冷却剂的冷却夹层603 ;所述内腔601的内表面涂覆吸热涂层；所述内腔601内设有若 干支位于同一水平面的并列排布的热辐射灯管68 ;所述内腔601与所述真空泵组相连通； 还包括能进行线性传动的传输装置；所述传输装置贯通整个进料区、工作区和下料区；所 述热辐射灯管68安放在所述传输装置的上方。 所述冷却剂可以是冷却水、冷却气流或其他常用于冷却散热的流体。 镀膜沉积室采用溅射镀膜的方式对基片进行镀膜。镀膜沉积室内安装有多套阴极 靶材作为阴极，并将镀膜沉积室的传输机构接地作为阳极，在阴极和阳极间加数百伏电压， 两极间即产生辉光放电，放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极，与靶材表面的原子碰 撞，从而使靶面逸出溅射原子。溅射原子在基片表面沉积成膜。 各真空室、镀膜沉积室和快速气氛退火室6的工作腔均可由内腔和外壁构成，内 腔和外壁之间均可设有冷却夹层，工作腔均与真空泵组连通，以获得工艺所需的真空环境。 本专利技术的工作原理如下： 启动传输装置，将基片从进片台1输送至预真空室后，真空泵组启动，对预真空室 进行抽真空。随后根据真空度情况继续输送片状基片至第一镀膜沉积室5内，在第一镀膜 沉积室5的阴极和阳极间加数百伏电压，两极间产生辉光放电使阴极靶材产生溅射原子， 溅射原子在基片的上表面沉积，形成薄膜。基片的上表面沉积薄膜后，传输装置输送基片 进入快速气氛退火室6。基片在快速气氛退火室6内经快速加热和冷却，实现快速退火后， 进入下游的预真空室内进行冷却。待基片达到冷却要求后，传输装置输送基片至卸料台12 并完成卸件。 所述片状基片包含玻璃类材料、金属类材料以及陶瓷类材料,优选为玻璃类材料。 基片表层可镀制包含热色涂层材料的膜层、透明导电膜以及增透膜，优选为包含热色涂层 材料的膜层。 由于热辐射灯管68安放在传输装置的上方，在加热过程中，灯管与基片上的热色 材料涂层的间距最小，灯管的辐射射线会优先加热基片上表面的热色材料涂层，相比之下， 热色材料涂层下方的基片自身吸收的热量较少，温升速率较涂层而言较慢，在热色材料涂 层达到工艺退火温度时，基片自身的温度相对较低，从而降低了基片在热处理时的应力损 耗，确保产品符合建筑节能行业的玻璃安全性能要求。 当基片上需要沉积多层复合膜时，仅依靠第一镀膜沉积室5可能难以满足复合程 度更高的使用需求。为了避免这一情况，优选的是，在快速气氛退火室6下游与预真空室之 间设有依次第二镀膜沉积室7、第二过渡室9。 在镀膜过程中，由于镀膜的工艺不同，镀膜后的基片温度可能较高，这样导致基片 冷却的时间较长，影响生产效率。为了避免这一情况，优选的是，所述最下游的预真空室与 卸料台12之间设有风栅急冷区11 ;所述风栅急冷区11内设有若干条风管111 ;所述风管 111分布在所述传输机构的上方和下方；所述风管上设有若干个风嘴112。风栅急冷区11 内的风管与鼓风机连接。当基片从最下游真空室出来，进入风栅急冷区11后，鼓风机启动， 气流行经风管111和风嘴112,对基片进行吹拂，实现基片的快速冷却。鉴于基片移出真空 室后，进入风栅急冷区11，在大气环境中进行冷却所需的时间需要参考基片的温度，作为进 一步改进，所述风栅急冷区11与最下游真空室之间设有用于测量基片的整体温度均匀性 分布以及表层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种片状基片的连续镀膜生产系统，其特征是：包括依次连通的进料区、工作区和下料区，进料区包含进片台(1)，工作区依据镀膜工艺流程方向依次包括若干预真空室、第一过渡室(4)、第一镀膜沉积室(5)、快速气氛退火室(6)、若干预真空室，下料区包括卸料台(12)，工作区各室均具备所需真空环境；所述各预真空室通过密封装置分隔；所述快速气氛退火室(6)内设有工作腔(60)，所述工作腔(60)包括内腔(601)和外壁(602)，内腔(601)和外壁(602)之间设有用于流动冷却剂的冷却夹层(603)；所述内腔(601)的内表面涂覆吸收涂层(604)；所述内腔(601)内设有若干支位于同一水平面的并列排布的热辐射灯管(68)；所述内腔(601)与所述真空泵组相连通；还包括能进行线性传动的传输装置；所述传输装置贯通整个进料区、工作区和下料区；所述热辐射灯管(68)安放在所述传输装置的上方。

【技术特征摘要】
1. 一种片状基片的连续镀膜生产系统，其特征是：包括依次连通的进料区、工作区和 下料区，进料区包含进片台（1)，工作区依据镀膜工艺流程方向依次包括若干预真空室、第 一过渡室（4)、第一镀膜沉积室（5)、快速气氛退火室（6)、若干预真空室，下料区包括卸料 台（12)，工作区各室均具备所需真空环境；所述各预真空室通过密封装置分隔；所述快速 气氛退火室￠)内设有工作腔￠0)，所述工作腔￠0)包括内腔（601)和外壁￠02)，内腔 (601)和外壁（602)之间设有用于流动冷却剂的冷却夹层（603);所述内腔（601)的内表 面涂覆吸收涂层（604);所述内腔（601)内设有若干支位于同一水平面的并列排布的热辐 射灯管（68);所述内腔（601)与所述真空泵组相连通；还包括能进行线性传动的传输装置； 所述传输装置贯通整个进料区、工作区和下料区；所述热辐射灯管（68)安放在所述传输装 置的上方。2. 如权利要求1所述的片状基片的连续镀膜生产系统，其特征是：在快速气氛退火室 (6)下游与预真空室之间依次设有第二镀膜沉积室（7)、第二过渡室（8)。3. 根据权利要求1或2所述的一种片状基片的连续镀膜生产系统，其特征是：所述最 下游的预真空室（10)与卸料台（12)之间设有风栅急冷区（11);所述风栅急冷区（11)内 设有若干条风管（111);所述风管（111)分布在所述传输装置的上方和下方；所述风管上设 有若干个风嘴（112)。4. 根据权利要求1所述的一种片状基片的连续镀膜生产系统，其特征是：所述快速气 氛退火室（6)的工作腔（60)包括预热段（62)、退火段（63)和冷却段（64)，在预热段（62) 和退火段（63)内，所述快速气氛退火室（6)的腔体上设有若干温度测量仪，所述快速气氛 退火室（6)的工作腔（60)内设有若干支位于同一水平面的并列排布的石英玻璃管（67)，所 述石英玻璃管（67)穿过所述快速气氛退火室（6)的工作腔，与工作腔通过耐温胶圈（69) 密封连接，所述耐温胶圈￠9)上设有冷却保护装置，所述工作腔￠0)腔体的两侧设有用于 悬挂热辐射灯管（68)的支架，所述热辐射灯管（68)设在所述透明石英玻璃管（67)内，通 过所述支架悬挂安装，所述热辐射灯管（68)的两端还设有用于冷却灯管端头的空气冷却 装置，所述热辐射灯管（68)距离基片上表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐刚，詹勇军，熊斌，黄华凛，孙耀明，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44