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CN101269917B - 低辐射玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低辐射玻璃，包括玻璃基体和低辐射膜，所述低辐射膜由多层二氧化钛膜层和多层二氧化硅膜层交替叠加于玻璃基体表面形成，所述低辐射膜的总膜层数为30～40层，所述低辐射膜中与玻璃基体相接触的膜层为二氧化钛膜层，低辐射膜的最外层膜层为二氧化硅膜层，以所述低辐射膜与玻璃接触的膜层为第一层，第一层膜层的物理膜厚为1.18λC/(4nH)，与第一层相接触的膜层为第二层，第二层膜层的物理膜厚为1.134λC/(4nL)，低辐射膜的最外层膜层的物理膜厚为λC/(8nL)，其中，nH为二氧化钛膜层的折射率，nL为二氧化硅膜层的折射率。本技术方案的低辐射玻璃对可见光的透射率大于90％，对红外辐射的透射率小于5％，并具有良好的耐磨性。

Description

低辐射玻璃
技术领域
本发明涉及一种玻璃，尤其涉及一种红外辐射透射率低、可见光透射率高的低辐射玻璃。
背景技术
低辐射玻璃(Low-Emissivity Glass，Low-E Glass)是指对红外辐射具有高反射率，对可见光具有良好透射率的平板镀膜玻璃。低辐射玻璃具有良好的透光、保温、隔热性能，广泛应用于窗户、炉门、冷藏柜门等地方。
低辐射玻璃通常如图4所示，其包括玻璃基体10和低辐射膜20。低辐射膜20包括内介质层21、功能层22及外介质层23。功能层22在很大程度上决定了低辐射膜20的性能，通常采用正电性金属元素如金、银、铜等材料。其中，银以性能较好、成本较低，而应用最广。但银由于质地柔软，耐磨性低，与玻璃结合性差，故其两侧需加介质层21、23。内介质层21一般为金属氧化物层，用于提高功能层22与玻璃基体10的附着力。外介质层23通常也为金属氧化物膜，用于减少反射、保护功能层22。
目前市场上较常见的低辐射玻璃有单银低辐射玻璃(Single Low-E Glass，SLE Glass)、双银低辐射玻璃(Double Low-E Glass，DLE Glass)、热控低辐射玻璃(Low-E Sun Layer Glass，LES Glass)及钛基低辐射玻璃(Ti-Based Low-EGlass，TLE Glass)等。图5为上述四种低辐射玻璃的透射率(T)-波长(λ)关系曲线。从图5可以看出，该四种低辐射玻璃在380～780纳米的可见光波长范围内透射率不够高，仅为50～80％之间；在红外辐射波长范围内透射率较高，尤其是在900～1100纳米的波长范围内透射率为10～20％之间。另外，这些玻璃的耐磨性通常不够优良。
因此，有必要提供一种可见光透射率高、红外辐射透射率低，同时又具高耐磨性的低辐射玻璃。
发明内容
一种低辐射玻璃，包括玻璃基体和低辐射膜，所述低辐射膜由二氧化钛膜层和二氧化硅膜层交替叠加于玻璃基体表面形成，所述低辐射膜的总膜层数为30～40层，所述低辐射膜中与玻璃基体相接触的膜层为二氧化钛膜层，以所述低辐射膜与玻璃接触的膜层为第一层，第一层膜层的物理膜厚为1.18λC/(4nH)，与第一层相接触的膜层为第二层，第二层膜层的物理膜厚为1.134λC/(4nL)，低辐射膜的最外层膜层的物理膜厚为λC/(8nL)，其中，nH为二氧化钛膜层的折射率，nL为二氧化硅膜层的折射率。
本技术方案的低辐射玻璃具有由高折射率的二氧化钛膜层和低折射率的二氧化硅膜层交替叠加形成的总膜层数为30～40层的低辐射膜，以所述低辐射膜与玻璃接触的膜层为第一层，第一层膜层的物理膜厚为1.18λC/(4nH)，与第一层相接触的膜层为第二层，第二层膜层的物理膜厚为1.134λC/(4nL)，低辐射膜的最外层膜层的物理膜厚为λC/(8nL)，其中，nH为二氧化钛膜层的折射率，nL为二氧化硅膜层的折射率，以此优化低辐射膜的透射性能，从而使得该低辐射玻璃在可见光波长380～780纳米范围的透射率大于90％、在红外辐射波长800～3000纳米范围的透射率小于5％，并具有良好的耐磨性。
附图说明
图1是本技术方案第一实施例提供的低辐射玻璃的示意图。
图2是本技术方案第一实施例提供的低辐射玻璃的透射率-波长曲线图。
图3是本技术方案第二实施例提供的低辐射玻璃的示意图。
图4是现有技术的低辐射玻璃的示意图。
图5是现有技术的低辐射玻璃的透射率-波长曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本技术方案的实施方式作进一步的详细说明。
请参阅图1，本技术方案第一实施例的低辐射玻璃100包括玻璃基体110和低辐射膜120。所述低辐射膜120由多层二氧化钛膜层121和多层二氧化硅膜层122交替叠加于玻璃基体110的表面形成。本技术方案中，为使低辐射玻璃100在可见光波长380～780纳米范围的透射率大于90％、在红外辐射波长800～3000纳米范围的透射率小于5％，低辐射膜120的总膜层数N为30～40层。
以低辐射膜120中与玻璃基体110表面接触的膜层为第1层，与第1层接触的膜层为第2层，如此类推，以低辐射膜120的最外层膜层为第N层。其中，第奇数层膜层为二氧化钛膜层121，第偶数层膜层为二氧化硅膜层122。本技术方案中，与玻璃基体110表面接触的第1层膜层为二氧化钛膜层121，最外层膜层即第N层为二氧化硅膜层122。因此，确切的说，总膜层数N为30-40中的偶数，即为30、32、34、36、38或40。
本实施例中，总膜层数N为34，即，低辐射膜120共有17层二氧化钛膜层121和17层二氧化硅膜层122。所述二氧化钛膜层121的折射率nH为2.2～2.7之间，为一种高折射率膜层。所述二氧化硅膜层122的折射率nL为1.2～1.5之间，为一种低折射率膜层。控制交替叠加的高折射率的二氧化钛膜层121和低折射率的二氧化硅膜层122的光学膜厚为四分之一的设计波长λC，根据多光束干涉原理即可实现对设计波长λC反射。本实施例中，待反射设计波长为红外波长，λC可为800纳米。
二氧化钛膜层121、二氧化硅膜层122的物理膜厚可用“光学膜厚/膜层材料的折射率”计算得出，即，二氧化钛膜层121的物理膜厚为λC/(4nH)，二氧化硅膜层122的物理膜厚为λC/(4nL)。
在实际应用中，为增加低辐射玻璃100对可见光的透射率，通常适当调整低辐射膜120的第1层膜层、第2层膜层及最外层第N层膜层的物理膜厚，形成匹配层以优化低辐射膜120的透射性能。本实施例中，第1层膜层的物理膜厚为1.18λC/(4nH)，第2层膜层的物理膜厚为1.134λC/(4nL)，最外层第34层膜层的物理膜厚为λC/(8nL)。当然，所述低辐射膜120的第1层膜层、第2层膜层及第34层膜层的物理膜厚还可以为其它数值，仅需该低辐射膜120具有良好的透可见光、反射红外辐射的性能即可。
本实施例的低辐射玻璃100的透射率-波长曲线如图2所示。在可见光波长380～780纳米范围，透射率大于90％。在红外辐射波长800～3000纳米范围，透射率小于5％。该透射率-波长曲线说明所述低辐射膜120的总膜层数控制在30～40层之间，既能有效透过可见光，又能有效反射红外辐射。另外，从透射率-波长曲线可以看出，自透射区至不透射区的斜率S较大，即低辐射玻璃100在很短波长范围内从透射率较大变成透射率极小，说明其可较充分的反射红外辐射，具有良好的性能。
请参阅图3，本技术方案第二实施例的低辐射玻璃200包括玻璃基体210、低辐射膜220及抗反射层230。所述玻璃基体210具有相对的第一表面211和第二表面212。所述低辐射膜220设置于第一表面211，用于反射红外辐射。所述抗反射层230设置于第二表面212，用于增加低辐射玻璃200对可见光的透射率。
本实施例中，低辐射膜220的总膜层数为38。以低辐射膜220中与玻璃基体210表面接触的膜层为第1层，与第1层接触的膜层为第2层，如此类推，直至低辐射膜220的最层外膜层为第38层。低辐射膜220中，第奇数层膜层为二氧化钛膜层221，第偶数层膜层为二氧化硅膜层222。
本实施例中，所述二氧化钛膜层221、二氧化硅膜层222的光学膜厚均为四分之一的待反射红外波长λC。二氧化钛膜层221的物理膜厚为λC/(4nH)，二氧化硅膜层222的物理膜厚为λC/(4nL)。如此低辐射膜220即对可见光具有高透射率，对红外辐射具有低透射率。
所述抗反射层230也由多层高折射率材料层和多层低折射率材料层交替叠加而成。所述高折射率材料可选用二氧化钽、硫化锌、二氧化钛中的一种。所述低折射率材料可选用氟化镁、二氧化硅中的一种。
本实施例中，抗反射层230共有4层膜层，由2层二氧化钛膜层231和2层二氧化硅膜层232交替叠加而成。并且，抗反射层230与玻璃基体210相接触的膜层为二氧化钛膜层231，抗反射层230的最外层膜层为二氧化硅膜层232。
抗反射层230的设置可有效减少可见光于玻璃基体110表面的反射，增加可见光的透射率，使得低辐射玻璃200在不同波长范围均获得理想的透射率。
本技术方案中，低辐射玻璃具有由高折射率的二氧化钛膜层和低折射率的二氧化硅膜层交替叠加形成的总膜层数为30～40层的低辐射膜，从而，使得该低辐射玻璃在可见光波长范围内具有极高的透射率，而在可见光波长范围之外则具有极低的透射率，并有良好的耐磨性，从而该低辐射玻璃具有良好的综合性能。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种低辐射玻璃，包括玻璃基体和设置于玻璃基体表面的低辐射膜，其特征在于，所述低辐射膜由多层二氧化钛膜层和多层二氧化硅膜层交替叠加形成，所述低辐射膜的总膜层数为30～40层，所述低辐射膜中与玻璃基体相接触的膜层为二氧化钛膜层，低辐射膜的最外层膜层为二氧化硅膜层，以所述低辐射膜与玻璃接触的膜层为第一层，第一层膜层的物理膜厚为1.18λC/(4nH)，与第一层相接触的膜层为第二层，第二层膜层的物理膜厚为1.134λC/(4nL)，低辐射膜的最外层膜层的物理膜厚为λC/(8nL)，其中，nH为二氧化钛膜层的折射率，nL为二氧化硅膜层的折射率。
2.如权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述玻璃基体具有相对的第一表面和第二表面，所述低辐射膜设置于所述第一表面，所述第二表面设置有抗反射层。
3.如权利要求2所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述抗反射层由多层高折射率膜层和多层低折射率膜层交替叠加形成，所述抗反射层与第二表面接触的膜层为高折射率膜层，抗反射层的最外层为低折射率膜层。
4.如权利要求3所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述高折射率膜层为选自二氧化钽、硫化锌、二氧化钛中的一种。
5.如权利要求3所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述低折射率材料为选自氟化镁、二氧化硅中的一种。
6.如权利要求2所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述抗反射层的总膜层数为4层。
7.如权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述二氧化钛膜层、二氧化硅膜层的光学膜厚为λC/4，其中，λC为设计波长。
8.如权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述低辐射玻璃对可见光的透射率大于90％，对红外辐射的透射率小于5％。
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