KR100188825B1 - 열선차폐유리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이산화규소의 보호필름에 의하여 내마모성과 화학적내성이 개선된 보호필름을 갖는 열선차폐유리를 제공한다.

본 발명에 따른 열전차폐유리는 투명판유리와 이에 피복된 열선차폐필름 및 최외층으로서 실리콘 옥시나이트라이드로 된 보호필름으로 구성된다. 보호필름은 화학식 SiOxNy (여기에서 x 는 0.65 ~ 1.25 이고 y 는 0.05 ~ 0.67 이다 )으로 표시되는 실리콘 옥시나이트라이드로 되어 있다.

Description

열선차폐유리

제1도는 본 발명 열선차폐유리의 부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 열선차폐유리 2 : 투명판유리

3 : 열선 차폐필름 4 : 실리콘 옥시나이트라이드의 보호필름

본 발명은 투명판유리의 최외층으로서 화학적이고 내마모성의 보호필름을 갖는 열선차폐유리에 관한 것이다.

최근에 건물이나 자동차의 창유리를 통하여 유입되는 태양에너지를 감소시키기 위하여 열선차폐필름으로 피복된 열선차폐유리를 이용하고 있다.

이러한 유리의 예로서는 열선이 금속(Cu, Al 및 Ag 와 같은 금속)의 필름이나 금속질화물(티탄질화물이나 지르코늄질화물과 같은 금속질화물)의 필름에 의하여 반사되는 특성을 이용하는 것이 있다.

다른 예로서는 열선을 반사시키기 위하여 고굴절물질의 필름과 저굴절물질의 필름을 교호로 적층한 것이 있다.

만약 이들이 단일 판유리로서만 사용되는 경우 이들은 기계적으로나 화학적으로 양호한 내마모성을 가져야 하고 특히 내긁힘성을 가져야 한다.

이러한 조건에 부합되도록 피복층에 형성된 최외층으로서 예를 들어 1㎛ 이상의 SiO₂필름과 같은 두꺼운 산화물필름을 갖는 열선차폐유리가 제안된 바 있다. (일본국 특허공개공보 제206333/1988 호 참조)

또한 ZrBxOy, SnO₂, 또는 SiO₂의 보호필름이 제안된 바 있다. (일본국 특허공개공보 제314163/1989 호 참조)

그러나, 1㎛ 이상의 두께를 갖는 SiO₂의 보호필름은 이를 피복하는데 많은 시간이 소요되어 생산성이 떨어지고 제조코스트가 높은 결점을 갖는다. SnO₂의 보호필름은 화학적인 내성이 떨어지고 ZrBxOy의 보호 필름은 재현성이 없는 결점이 있다.

본 발명은 종래기술에 관련된 상기 문제점을 해결하도록 완성되었다. 따라서, 본 발명의 목적은 양호한 내마모성(특히 내긁힘성)과 화학적 내성을 갖는 보호필름이 형성된 열선차폐유리를 제공하는데 있다.

본 발명은 투명판유리와 상기 판유리상에 피복된 열선차폐필름과 보호필름으로 구성된 열선차폐유리에 있어서, 상기 보호필름이 가시광선의 파장영역에서 투명하고 화학식 SiOxNy (여기에서 x는 0.65 ~ 1.25 이고 y는 0.05 ~ 0.67 이다)로 표시되는 실리콘 옥시나이트라이드로 되어 있음을 특징으로 한다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 열선차폐유리는 공기와 접촉하는 최외층으로서 보호필름을 갖는다.

이 보호필름은 화학식 SiOxNy (여기에서 x는 0.65 ~ 1.25 이고 y는 0.05 ~ 0.67 이다)로 표시되는 실리콘 옥시나이트라이드로 되어 있다. 산소와 질소의 비율은 보호필름이 가시광선의 파장영역에서 투명하도록 정하여진다. (가시광선의 파장영역에서 투명하다는 것은 보호필름이 가시광선의 70% 이상을 투과시킴을 의미한다.)

보호필름이 보다 투명하기 위하여서는 산소 대 질소의 비율이 높아야 한다. 보호필름이 보다 양호한 화학적내성, 특히 내알카리성을 갖기 위하여서는 질소 대 산소의 비율이 높아야 한다.

본 발명에 따라서 실리콘 옥시나이트라이드의 보호필름은 5 ~ 100㎚, 좋기로는 10 ~ 100㎚ 의 두께를 가져야 한다. 두께가 5㎚ 이하이면 보호필름의 내마모성은 낮아진다. 반면에 두께가 100㎚ 이상이면 보호필름은 열선차폐유리가 짙게 착색된 것처럼 보이게 하여 이러한 열선차폐유리는 자동차 창유리용으로서 적합치 않다.

본 발명의 열선차폐유리는 투명판유리와 보호필름사이에 열선차폐필름을 갖는다. 이 열선차폐필름은 이것이 가시광선의 일부를 투과시키고 적외선의 일부는 반사시킬 수 있는 한(또는 태양광선의 일부를 차폐할 수 있는 한) 특별히 제한을 두지는 않는다. 열선차폐필름은 상이한 유전체물질의 두 투명한 층, 즉 하나는 굴절율이 낮고 다른 하나는 굴절율이 높은 두 투명층으로 구성된다. 저굴절율층과 고굴절율층의 조합은 다음과 같이 여러 가지 방법으로 가능하다.

즉 산화 제2주석층과 산화 제2티탄층, 산화 지르코늄층과 산화 제2티탄층, 산화 제2규소층과 산화 제2티탄층, 산화 알루미늄층과 산화 제2티탄층, 그리고 오산화 탄탈층과 산화 제2티탄층의 조합이 가능하다.

또한 열선차폐필름은 티타늄질화물, 크롬질화물 또는 하프늄질화물과 같은 단일층의 금속질화물로 구성될 수도 있다.

더욱이 열선차폐필름은 하나의 내부층과 두 개의 외부층으로 구성될 수 있으며, 이때에 내부층은 티타늄질화물, 크롬질화물, 지르코늄질화물 또는 하프늄질화물과 같은 금속질화물이고 상기 외부층은 산화 제2주석 및 산화 제2티탄과 같은 투명한 유전체물질이다.

단일층 구조의 열선차폐필름은 이것이 단일 피복공정으로 제조될 수 있으므로 생산성이 높아 선호되고 있다.

금속질화물층은 1 ~ 10㎚의 두께를 가지므로서 열선은 차폐하나 가시광선의 70% 이상은 투과시켜야 한다.

본 발명의 열선차폐유리는 기재로서 투명판유리를 갖는다. 이는 플로트방법으로 제조된 무색 또는 유색의 투명판유리일 수 있다.

또한 기재는 플라스틱 판이 이용될 수 있다.

상기 언급된 실리콘 옥시나이트라이드의 보호필름은 실리콘 타킷트와 산소 및 질소로 조성된 반응기체를 이용하는 스퍼터링방법으로 형성될 수 있다.

스퍼터링 시스템에 주입되는 산소와 질소의 양은 보호필름에서 적정한 산소 대 질소 비율이 정하여질 수 있도록 정확히 조절된다. 반응기체중의 산소비율은 스퍼터링 속도와 스퍼터링 챔버내의 잔류기체량에 따라 1 ~ 10% 이어야 한다. 이러한 스퍼터링방법은 직류글로우방전에 의하여 수행되는 것이 좋다.

또한 상기 언급된 열선차폐필름은 직류글로우방전을 이용하여 공지된 스퍼터링방법으로 형성될 수 있다. 이 방법은 면적이 큰 판유리에 균일한 코팅이 이루어지도록 하는데 유리한 것이다.

본 발명의 열선차폐유리는 가시광선의 현저한 투과 손실없이 양호한 화학적내성을 보이는 실리콘 옥시나이트라이드의 보호필름을 갖는다.

이제, 본 발명은 다음의 실시예와 첨부도면에 따라 설명될 것이다.

제1도는 본 발명의 열선차폐유리의 일부 단면을 보인 것으로, 이 도면에는 투명판유리(2)와 이 투명판유리(2)에 차례로 적층된 열선차폐필름(3)과 실리콘 옥시나이트라이드(4)의 보호필름(4)으로 구성된 열선차폐유리(1)를 보이고 있다.

[실시예 1]

20×5 인치의 크기인 캐소우드를 갖는 인라인형 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 열선차폐유리를 제작한다.

일측 캐소우드에는 티타늄 타킷트가 착설되고 타측 캐소우드에는 실리콘 타킷트가 착설된다. 티타늄질화물 필름(5㎚ 두께 )을 피복하기 위하여 판유리는 0.4 파스칼로 감압된 질소분위기하에서 규정된 속도로 타킷트의 전면을 지나 이동시킨다. 티타늄질화물 필름상에는 98체적%의 질소와 2체적%산소로 조성된 분위기에서 실리콘 타킷트를 이용하여 실리콘 옥시나이트라이드의 보호필름(20㎚ 두께 )이 형성되었다.

이와 같이 하여 실시예 1은 열선차폐유리를 얻었다. 실시예 1의 보호필름의 내구성에 대하여 시험되었다. 그 결과는 도표와 같다. 부수적으로, 보호필름을 형성하는 동안에 글로우방전을 안정되게 유지하였다.

[실시예 2]

실리콘 옥시나이트라이드의 보호필름을 90체적%의 질소와 10체적%의 산소로 조성된 분위기하에서 형성하는 것을 제외하고 제2실시예의 열선차폐유리를 얻기 위하여 실시예 1과 같은 동일공정이 반복되었다.

이 실시예 2로 보호필름의 내구성에 대하여 시험되었다.

그 결과는 도표와 같다. 부수적으로, 보호필름이 형성되는 동안에 글로우방전이 안정되게 유지되었다.

[실시예 3]

실리콘 옥시나이트라이드의 보호필름이 98체적%의 질소와 2체적%의 산소로 조성된 분위기에서 형성된 것을 제외하고는 실시예 3의 열선차폐유리를 얻기 위하여 실시예 1과 동일한 공정이 반복되었다.

역시 실시예 3도 보호필름의 내구성에 대하여 시험되었으며,그 결과는 도표와 같다.

부수적으로 이 보호필름이 형성되는 동안에 글로우방전이 안정되게 유지되었다.

[실시예 4]

실리콘 옥시나이트라이드의 보호필름이 90체적%의 질소와 10체적%의 산소로 조성된 분위기에서 형성된 것을 제외하고 실시예 4의 열선차폐유리를 얻기 위하여 실시예 1과 같은 동일한 공정이 반복되었다. 실시예 4가 보호필름의 내구성에 대하여 시험되었다.

그 결과는 도표와 같다. 부수적으로, 보호필름이 형성되는 동안에 글로우방전이 안정되게 유지되었다.

[실시예 5]

실리콘 옥시나이트라이드의 보호필름이 95체적%의 질소와 5체적%의 산소로 조성된 분위기에서 형성된 것을 제외하고는 실시예 5의 열선차폐유리를 얻기 위하여 실시예 1과 같은 동일한 공정이 반복되었다.

실시예 5가 보호필름의 내구성에 대하여 시험되었다.

그 결과는 도표와 같다. 부수적으로 보호필름이 형성되는 동안에 글로우방전이 안정되게 유지되었다.

[실시예 6]

실리콘 옥시나이트라이드의 보호필름이 95체적%의 질소와 5체적%의 산소로 조성된 분위기에서 형성된 것을 제외하고 실시예 6의 열선차폐유리를 얻기 위하여 실시예 1과 같은 동일한 공정이 반복되었다.

실시예 6이 보호필름의 내구성에 대하여 시험되었다. 그 결과는 도표와 같다. 부수적으로 보호필름이 형성되는 동안에 글로우방전이 안정되게 유지되었다.

[비교실시예 1]

보호필름이 질소만의 분위기에서 형성되는 것을 제외하고는 비교실시예 1의 열선차폐유리를 얻기위하여 실시예 1과 동일한 공정이 반복되었다. 비교실시예 1이 보호필름의 내구성에 대하여 시험되었다.

그 결과는 도표와 같다. 부수적으로 보호필름이 형성되는 동안에 글로우방전이 안정되게 유지되었다.

[비교실시예 2]

보호필름이 산소만의 분위기에서 형성되는 것을 제외하고는 비교실시예 2의 열선차폐유리를 얻기위하여 실시예 1과 동일한 공정이 반복되었다. 비교실시예 2가 보호필름의 내구성에 대하여 시험되었다.

그 결과는 도표와 같다. 부수적으로 보호필름이 형성되는 동안에 글로우방전이 안정되게 유지되지 않았다.

1) △Ya 와 △H는 테이버 마모시험 후 가시광선투과율(%)과 헤이즈(%)의 변화이다.

2) n 과 k는 굴절율과 흡수율이다.

3) 내알카리성은 표본을 실온에서 0.1 N NaOH 용액에 침지하였을 때에 가시광선 투과율이 1% 씩 감소되도록 하는데 요구된 일수로 표시된다.

상기 도표로부터 실시예 1과 6이 비교실시예 1과 2보다 내마모성과 내알카리성이 우수함을 알 수 있다.

본 발명의 열선차폐유리는 내마모성과 화학적내성 모두가 양호한 보호필름에 의하여 그 자체만으로 창유리용으로 사용될 수 있다. 보호필름은 얇고 색깔이 아주 엷으므로 이러한 열선차폐유리가 자동차용 창유리에 적합하다.

첨부도면에 의거하여 본 발명의 특정실시형태가 설명되었다.

그러나 본 발명은 이러한 특정실시예에 한정되지 아니하고 청구범위에 한정된 기술사상이나 그 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명 기술분야에 전문가라면 어느정도의 변경이나 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 투명판유리와 이 판유리에 차례로 피복되는 열선차폐필름과 보호필름으로 구성되는 열선차폐유리에 있어서, 상기 보호필름이 가시광선의 파장범위에서 투명하고 화학식 SiOxNy(여기에서 x는 0.65 ~ 1.25 이고 y는 0.05 ~ 0.67 이다)으로 표시되는 실리콘 옥시나이트라이드로 되어 있음을 특징으로 하는 열선차폐유리.
2. 청구범위 제1항에 있어서, 열선차폐필름이 티타늄질화물, 크롬질화물, 지르코늄질화물과 하프늄질화물중에서 적어도 하나로 되어 있음을 특징으로 하는 열선차폐유리.
3. 청구범위 제1항 또는 제2항에 있어서, 보호필름의 두께가 10 ~ 100㎚임을 특징으로 하는 열선차폐유리.