Przepuszczalność światła powlekanego szkła zależy od wielu czynników i można ją podsumować w dwóch głównych aspektach: właściwości samego podłoża szklanego i warstwy powłoki.
I. Czynniki podłoża szklanego (podkład)
Przed powlekaniem samo szkło jest podstawą przepuszczającą światło.
Materiał i czystość szkła: Przepuszczalność światła najpopularniejszego szkła float mieści się w zakresie od 88% do 91% (dla standardowego białego szkła o grubości 6 mm). W przypadku zastosowania ultra-przezroczystego szkła (o niskiej- zawartości żelaza) przepuszczalność światła przez jego podłoże może sięgać nawet ponad 91%, ponieważ znacznie zmniejsza ono absorpcję światła widzialnego przez zanieczyszczenia żelazem, zapewniając wyższy punkt wyjścia do późniejszego powlekania.
Grubość szkła: Im grubsze szkło, tym bardziej pochłania i odbija światło, przez co przepuszczalność światła nieznacznie się zmniejszy. Na przykład w przypadku tego samego procesu powlekania przepuszczalność światła szkła o grubości 6 mm jest wyższa niż szkła o grubości 12 mm.
II. Czynniki warstwy powłoki (klucz podstawowy)
Warstwa powłoki to rdzeń, który określa końcowe właściwości optyczne powlekanego szkła (takie jak przepuszczalność światła, współczynnik odbicia, współczynnik zacienienia itp.).
Skład materiałowy warstwy folii:
To jest najbardziej podstawowy czynnik. Różne metale lub związki metali mają zupełnie inny wpływ na światło.
Pojedyncze-srebrne, podwójne-srebrne i potrójne-srebrne folie Low-E: różne właściwości osiąga się poprzez osadzanie różnych ilości warstw srebra (Ag). Warstwa srebra jest doskonałym odbłyśnikiem promieni podczerwonych, ale ma wysoką przepuszczalność światła widzialnego. Ogólnie rzecz biorąc, im więcej warstw srebra, tym lepsza izolacja cieplna i zachowanie ciepła (niska emisyjność), ale inżynierowie mogą znaleźć równowagę pomiędzy najlepszą izolacją cieplną a najwyższą przepuszczalnością światła, dostosowując inne warstwy folii.
Warstwy tlenkowe: takie jak dwutlenek tytanu (TiO₂), dwutlenek krzemu (SiO₂), tlenek cynku (ZnO) itp. Te warstwy dielektryczne służą głównie celom regulacyjnym, takim jak ochrona warstw funkcjonalnych, zmiana właściwości optycznych i wzmocnienie koloru itp. Ich rodzaj, grubość i kolejność bezpośrednio wpływają na ostateczny kolor i przepuszczalność światła.
Warstwy azotkowe: takie jak azotek krzemu (Si₃N₄) są powszechnie stosowane jako warstwy ochronne, a ponadto są bardzo twarde i-odporne na zużycie.
Struktura i grubość warstwy folii:
System folii powlekanego szkła to złożona wielowarstwowa struktura w skali nano. Grubość każdej warstwy została precyzyjnie obliczona, a oczekiwany efekt uzyskano dzięki wykorzystaniu interferencji światła.
Precyzyjnie kontrolując grubość każdej warstwy, można uzyskać lepszą transmisję lub odbicie światła o określonych długościach fal. Na przykład konstrukcja szkła Low-E ma na celu maksymalizację transmisji światła widzialnego (380-780 nm) przy jednoczesnej maksymalizacji odbicia promieni średniej - i dalekiej podczerwieni (promieniowania cieplnego). Nawet najmniejsza zmiana grubości folii może znacząco zmienić przepuszczalność i współczynnik odbicia światła.
Rodzaje i funkcje warstw folii:
Powłoka chroniąca przed słońcem: Jej głównym celem jest odbijanie energii promieniowania słonecznego i zmniejszanie współczynnika zacienienia. Przepuszczalność światła tego typu warstwy folii jest zwykle niska (na przykład 20–50%) i występuje w różnych kolorach (takich jak brąz, złoto, niebieski itp.). Często stosuje się go w ścianach osłonowych, aby ograniczyć przedostawanie się ciepła do wnętrza.
Powłoka Low-E: jej głównym zadaniem jest odbijanie promieniowania cieplnego w pomieszczeniach, zapewniając izolację i oszczędność energii. Nowoczesne folie Low-E (zwłaszcza folie podwójnie-srebrne i potrójne-srebrne) mogą osiągnąć wysoką przepuszczalność światła (np. 60%-80%), a jednocześnie mają doskonałą izolację cieplną, dzięki czemu doskonale nadają się do budynków mieszkalnych i komercyjnych wymagających naturalnego oświetlenia.
Powłoka-antyrefleksyjna (powłoka AR): specjalnie zaprojektowana, aby zmaksymalizować przepuszczalność światła (do ponad 99%), kompensuje odbite światło od powierzchni szkła, powlekając wiele warstw folii dielektrycznych o określonej grubości po obu stronach szkła. Jest powszechnie stosowany w gablotach muzealnych, ekranach wystawowych, szkle fotowoltaicznym itp.
Proces produkcyjny
Powłoka offline (napylanie magnetronowe): proces jest elastyczny i umożliwia wytwarzanie złożonych systemów folii o różnych kolorach i funkcjach (takich jak podwójne srebro, potrójne srebro Low-E) o doskonałej wydajności. Jednakże warstwa folii jest stosunkowo miękka (zwykle przed użyciem należy ją przerobić na szkło izolacyjne).
Powłoka online (chemiczne osadzanie z fazy gazowej CVD): Warstwa folii jest twarda i trwała i może być używana jako pojedynczy element, ale jej funkcja jest stosunkowo pojedyncza. Zwykle przepuszczalność światła jest wysoka i nie można jej regulować (na przykład-dobrze znane domowe szkło „online High-Low-E” ma przepuszczalność światła ponad 80%.
Streszczenie
Mówiąc najprościej, przepuszczalność światła powlekanego szkła jest wynikiem połączonego efektu „przepuszczalności światła przez szkło podstawowe” oraz „efektów interferencji, absorpcji i odbicia światła przez warstwę powłoki”.
Jeśli chcesz uzyskać wysoką przepuszczalność światła, jako materiał bazowy możesz wybrać ultra-przezroczyste szkło i pokryć je wysoko-przezroczystą folią Low-E lub-folią antyrefleksyjną.
Jeśli chcesz uzyskać niską przepuszczalność światła (tj. efekt cieniowania), możesz pokryć go folią kontrolującą światło słoneczne, która celowo zwiększa odbicie i absorpcję światła widzialnego.
Dlatego przy wyborze szkła powlekanego istotne jest jasne określenie głównych potrzeb: czy zależy Ci na wysokiej przezroczystości w celu oświetlenia i zachowania ciepła (wysoka przezroczystość Low-E), czy też zależy Ci na efektach cieniowania i wyglądu (folia kontrolująca światło słoneczne). Producenci mogą precyzyjnie „spersonalizować” produkty o różnej przepuszczalności światła, dopasowując materiał, strukturę i grubość warstwy folii.
