CN109720026B - 一种高透过高反射隔热膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高透过高反射隔热膜，包括高透光率的衬底层(10)，在衬底层(10)上层叠有红外线吸收层(20)、红外线反射层(30)及减反增透膜层(40)；红外线反射层(30)包含至少一个红外线反射单元，红外线单元层包含从下至上层叠的金属层(31)、保护层(32)、高折射率膜层(33)和低折射率膜层(34)；高折射率膜层(33)折射率为2.1～2.5，低折射率膜层(34)折射率为1.3～1.6；金属层(31)的厚度为5～25nm，保护层(32)可避免金属层(31)的金属被氧化。本发明是一种结合了红外线反射、红外线折射干扰、红外线吸收三种屏蔽或阻隔方法，兼具三种屏蔽方法的优势，大幅提高隔热性能。减反增透层，增加可见光的透过率，满足了应用中对视线清晰、采光度等的要求。
Description
技术领域
本发明涉及复合隔热膜技术领域，具体涉及一种高透过高反射隔热膜。
背景技术
为了避免因阳光照射导致封闭环境内温度过高又不影响视线和采光等效果，经常需要在透明门窗上粘贴隔热膜，比如在车窗玻璃(包含车窗前挡玻璃)和高楼大厦经常需要粘贴隔热膜，以提供舒适温度，尤其是夏季，可降低大厦的室内温度节省空调耗电。隔热膜不仅需要有隔热的效果，还要有足够的透过率，不影响视线和采光。我们知道，能够带来热量的主要是红外或近红外光，如果能阻隔红外及近红外光，则可以起到隔热作用。
现在市场上虽已有多种隔热膜，主要分为反射型和吸收型两类，但都很难兼顾较高的透过率和良好的隔热性能。例如，中国CN 106853706A公开一种高透过高反射隔热膜，包括9层叠合的膜层，其中第一到第八层为高折射率膜层与低折射率膜层交错层叠，第九层为减反增透膜层。厚度在不包括衬底的情况下达到1.27～2.1微米。该方案主要是通过折射方式减少红外线透过，隔热效果仍不够理想。另外一些现有的隔热膜为了提高红外光反射效率，会使用多层金属层(银或银合金)作为红外光的反射层，导致金属层总厚度较厚，虽然可以提高红外光的反射率，但同时导致可见光的透过率下降，对信号的屏蔽作用较强，在一些特殊应用场合如需要高清晰、高信号强度的场合，这类隔热膜的应用将受到限制。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了克服现有隔热膜可见光透过率低、信号屏蔽严重、隔热效果有待进一步提升的问题，本发明提供一种具有高可见光透过率、高红外线屏蔽率、低信号屏蔽率的多层复合隔热膜。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种高透过高反射隔热膜，其包括高透光率的衬底层(10)，在所述衬底层(10)上层叠有红外线吸收层(20)、红外线反射层(30)及减反增透膜层(40)；
其中，所述红外线反射层(30)包含至少一个红外线反射单元，所述红外线单元层包含从下至上层叠的金属层(31)、保护层(32)、高折射率膜层(33)和低折射率膜层(34)；其中高折射率膜层(33)的折射率为2.1～2.5，低折射率膜层(34)的折射率为1.3～1.6；
其中所述金属层(31)的厚度为5～25nm，所述保护层(32)覆盖在所述金属层(31)上避免金属层(31)的金属被氧化。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述衬底层(10)为PET膜，厚度为20μm～50μm、其可见光透光率≥89％、雾度≤1.5。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述红外线吸收层(20)为ITO(氧化铟锡)膜，厚度为20～30nm。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述减反增透膜层(40)为单分散介孔空心二氧化硅微球薄膜，厚度为120～500nm。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述单分散介孔空心二氧化硅微球的粒径为120nm，球壁厚为15～30nm。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述红外线反射单元的数量为1～4个。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述金属层(31)为金属银膜或银合金膜。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述保护层(32)为钛合金膜，用于避免金属层(31)的金属银或银合金被氧化，保护层(32)的厚度为1～5nm。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述高折射率膜层(33)为氧化锆膜、氧化钛膜或氧化锡膜，厚度为20～50nm。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述低折射率膜层(34)为氧化硅膜或氧化铝膜，厚度为10～30nm。
根据本发明的一个优选实施例，其中，所述金属层(31)、保护层(32)、高折射率膜层(33)或低折射率膜层(34)是采用磁控溅射方法形成相应材料组成的膜层。
本发明还提供一种高透过高反射隔热膜，其包括高透光率的衬底层，在所述衬底层上从下到上依次层叠有红外线吸收层、第一金属层、第一保护层、第一高折射率膜层、第一低折射率膜层、第二金属层、第二保护层、第二高折射率膜层、第二低折射率膜层和减反增透膜层；
所述衬底层为PET膜，厚度为20μm～50μm、其可见光透光率≥89％、雾度≤1.5；
所述红外线吸收层为ITO膜，厚度为20～30nm；
所述第一金属层和第二金属层为金属银膜或银合金膜，厚度为5～25nm；
所述第一保护层和第二保护层为钛合金膜，厚度为1～5nm；
所述第一高折射率膜层和第二高折射率膜层的折射率为2.1～2.5，厚度为20～50nm；
所述第一低折射率膜层和第二低折射率膜层的折射率为1.3～1.6，厚度为10～30nm；
所述减反增透膜层为单分散介孔空心二氧化硅微球薄膜，厚度为120～500nm；所述单分散介孔空心二氧化硅微球的粒径为120nm，球壁厚为15～30nm。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
(1)本发明隔热膜中的红外线反射层包含至少一个红外线反射单元，每个红外线反射单元又包含叠合在一起的金属层、高折射率膜层及低折射率膜层，金属层用于反射红外线，而高折射率膜和低折射率膜叠合在一起对红外线形成折射干扰作用，并且在此基础上还增设了红外线吸收层用于吸收红外线。因此，本发明实际是一种结合了红外线反射、红外线折射干扰、红外线吸收三种屏蔽或阻隔方法，兼具三种屏蔽方法的优势，大幅提高隔热性能。在最顶层设置的减反增透层，增加可见光的透过率，满足了应用中对视线清晰、采光度等的要求。
(2)在优选的实施例中，隔热膜中包含相层叠的2层红外线反射单元，这样的结构使高折射率膜层和低折射率膜层交错层叠2次，通过折射干扰作用即可实现良好的红外线阻隔作用，与此同时所设置的红外线吸收层位于金属层后方，对透过了金属层的红外线起到进一步捕捉和吸收的作用。因此，无需设置太厚的金属层即可使隔热膜实现非常良好的红外线屏蔽效果。换言之，只需设置很薄的几层金属层(银膜)即可获得理想的红外线屏蔽率，缓解了因金属层设置太多而导致的对手机信号屏蔽和对可将光反射作用较强的现象。经实验测试，本发明的隔热膜近红外反射率≥90％，透过率≥80％。
(3)在优选的实施例中，红外线吸收层ITO膜和低折射率膜均为金属氧化物，其恰好作为银合金膜的垫底，可促进银合金膜的生长，使其长成连续结构，这样很薄的银合金膜便具有很高的红外光反射能力和较佳的可见光透过率。优选地，使用银合金取代银，提高抗氧化性，延长隔热膜的使用寿命。在银合金膜上使用钛合金作为保护层，对银合金进行保护，确保银合金膜对红外光的反射率不会随隔热膜使用的时间变长而迅速降低，确保隔热膜持久的高反射红外光性能。
总之，本发明的高透过高反射隔热膜，具有优异的对可将光透光、隔热、抗氧化、耐候性能，且对收集信号屏蔽较弱。
附图说明
图1为本发明整体构思方案的结构示意图。
图2为本发明优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
结合图1所示，为本发明整体构思方案的结构示意图。一种高透过高反射隔热膜90，其包括高透光率的衬底层10，在衬底层10上层叠有红外线吸收层20、红外线反射层30及减反增透膜层40。红外线反射层30包含至少一个红外线反射单元，红外线单元层包含从下至上层叠的金属层31、保护层32、高折射率膜层33和低折射率膜层34；其中高折射率膜层33的折射率为2.1～2.5，低折射率膜层34的折射率为1.3～1.6。金属层31优选为银合金膜，厚度为5～25nm，保护层32优选钛合金膜，覆盖在金属层31上避免银合金被氧化，保护层32的厚度为1～5nm。
优选地，衬底层10为PET膜，厚度为20μm～50μm、其可见光透光率≥89％、雾度≤1.5。
优选地，红外线吸收层20为ITO膜层，厚度为20～30nm。
优选地，减反增透膜层40为单分散介孔空心二氧化硅微球薄膜，厚度为120～500nm。其中，单分散介孔空心二氧化硅微球的粒径为120nm，球壁厚为15～30nm。
优选地，高折射率膜层33为氧化锆膜、氧化钛膜或氧化锡膜，厚度为20～50nm。
优选地，低折射率膜层34为氧化硅膜或氧化铝膜，厚度为10～30nm。
优选地，金属层31、保护层32、高折射率膜层33和低折射率膜层34均可采用磁控溅射方法形成相应材料组成的膜层。
优选地，上述红外线反射层30包含1～4个由金属层31、保护层32、高折射率膜层33和低折射率膜层34组成的红外线反射单元。
优选地，上述金属层31由含有98％银和2％Pb的银合金组成，以钛合金材料层作为保护层32。
结合图2所示，为本发明的较佳实施例1～3，在以下实施例中，上述红外线反射层30包含2个由金属层31、保护层32、高折射率膜层33和低折射率膜层34组成的红外线反射单元。
实施例1
如图2所示，本发明提供一种高透过高隔热膜90，包括由下至上依次层叠PET衬底层10、红外线吸收层20、第一金属层31A、第一保护层32A、第一高折射率膜层33A、第一低折射率膜层34A、第二金属层31B、第二保护层32B、第二高折射率膜层33B、第二低折射率膜层34B、减反增透膜层40。
其中，PET膜厚度为30μm；红外线吸收层20厚度为20nm；第一金属层31A和第二金属层31B厚度为5nm；第一保护层32A和第二保护层32B厚度为3nm；第一低折射率膜层34A和第二低折射率层34B的厚度为10nm，折射率为1.3～1.6；第一高折射率膜层33A和第二高折射率层33B的厚度为20nm，折射率为2.1～2.5；减反增透膜层40厚度为200nm。第一高折射率膜层33A和第二高折射率层33B采用氧化锆膜；第一低折射率膜层34A和第二低折射率层34B采用氧化铝膜。
减反增透膜层40为单分散介孔空心二氧化硅微球薄膜，单分散介孔空心二氧化硅微球的粒径为120nm，球壁厚为15nm。单分散介孔空心二氧化硅微球薄膜可采用单分散介孔空心二氧化硅微球分散于二氧化硅或二氧化钛的溶胶中，再利用旋涂法制得。其中，单分散介孔空心二氧化硅微球分散在溶胶中的质量浓度小于1％。
经检测，本实施例的隔热膜：可见光透过率为87％，近红外光反射率为91％。
实施例2
如图2所示，本发明提供一种高透过高隔热膜90，包括由下至上依次层叠PET衬底层10、红外线吸收层20、第一金属层31A、第一保护层32A、第一高折射率膜层33A、第一低折射率膜层34A、第二金属层31B、第二保护层32B、第二高折射率膜层33B、第二低折射率膜层34B、减反增透膜层40。
其中，PET膜厚度为30μm；红外线吸收层20厚度为25nm；第一金属层31A和第二金属层31B厚度为10nm；第一保护层32A和第二保护层32B厚度为4nm；第一低折射率膜层34A和第二低折射率层34B的厚度为20nm，折射率为1.3～1.6；第一高折射率膜层33A和第二高折射率层33B的厚度为30nm，折射率为2.1～2.5。减反增透膜层40厚度为200nm。第一高折射率膜层33A和第二高折射率层33B采用氧化钛膜；第一低折射率膜层34A和第二低折射率层34B采用氧化铝膜。
减反增透膜层40为单分散介孔空心二氧化硅微球薄膜，单分散介孔空心二氧化硅微球的粒径为120nm，球壁厚为15nm。单分散介孔空心二氧化硅微球薄膜可采用单分散介孔空心二氧化硅微球分散于二氧化硅或二氧化钛的溶胶中，再利用旋涂法制得。其中，单分散介孔空心二氧化硅微球分散在溶胶中的质量浓度小于1％。
经检测，本实施例的隔热膜：可见光透过率为85％，近红外光反射率为93％。
实施例3
如图2所示，本发明提供一种高透过高隔热膜90，包括由下至上依次层叠PET衬底层10、红外线吸收层20、第一金属层31A、第一保护层32A、第一高折射率膜层33A、第一低折射率膜层34A、第二金属层31B、第二保护层32B、第二高折射率膜层33B、第二低折射率膜层34B、减反增透膜层40。
PET膜厚度为30μm；红外线吸收层20厚度为30nm；第一金属层31A和第二金属层31B厚度为20nm；第一保护层32A和第二保护层32B厚度为5nm；第一低折射率膜层34A和第二低折射率层34B的厚度为30nm，折射率为1.3～1.6；第一高折射率膜层33A和第二高折射率层33B的厚度为50nm，折射率为2.1～2.5；减反增透膜层40的厚度为200nm。第一高折射率膜层33A和第二高折射率层33B采用氧化锡膜；第一低折射率膜层34A和第二低折射率层34B采用氧化硅膜。
减反增透膜层40为单分散介孔空心二氧化硅微球薄膜。单分散介孔空心二氧化硅微球的粒径为120nm，球壁厚为15nm。单分散介孔空心二氧化硅微球薄膜可采用单分散介孔空心二氧化硅微球分散于二氧化硅或二氧化钛的溶胶中，再利用旋涂法制得。其中，单分散介孔空心二氧化硅微球分散在溶胶中的质量浓度小于1％。
经检测，本实施例的隔热膜：可见光透过率为80％，近红外光反射率为95％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (2)
1.一种高透过高反射隔热膜，其包括高透光率的衬底层（10），其特征在于，在所述衬底层（10）上层叠有红外线吸收层（20）、红外线反射层（30）及减反增透膜层（40）；
其中，所述红外线反射层（30）包含至少一个红外线反射单元，所述红外线反射单元包含从下至上层叠的金属层（31）、保护层（32）、高折射率膜层（33）和低折射率膜层（34）；其中高折射率膜层（33）的折射率为2.1～2.5，低折射率膜层（34）的折射率为1.3～1.6；
其中所述金属层（31）的厚度为5~25nm，所述保护层（32）覆盖在所述金属层（31）上避免金属层（31）的金属被氧化；
所述衬底层（10）为PET膜，厚度为20µm～50µm、其可见光透光率≥89％、雾度≤1.5；
所述高折射率膜层（33）为氧化锆膜、氧化钛膜或氧化锡膜，厚度为20～50nm；所述低折射率膜层（34）为氧化硅膜或氧化铝膜，厚度为10～30nm；
所述金属层（31）为银合金膜；所述保护层（32）为钛合金膜，用于避免金属层（31）的银合金被氧化，保护层（32）的厚度为1～5nm；
所述减反增透膜层（40）为单分散介孔空心二氧化硅微球薄膜，厚度为120～500nm；
所述红外线吸收层（20）为ITO膜，厚度为20～30nm；
所述红外线反射单元的数量为2~4个。
2.根据权利要求1所述的一种高透过高反射隔热膜，其特征在于，所述单分散介孔空心二氧化硅微球的粒径为120nm，球壁厚为15～30nm。
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