KR101379876B1 - 적외선 반사용의 단열 창유리 유닛 - Google Patents

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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

평행한 제2 투명 기판으로부터 이격된 제1 투명 기판, 제1 투명 기판, 제2 투명 기판, 및 창 장착 부재 사이에 형성된 밀봉된 빈 공간, 및 제1 투명 기판과 제2 투명 기판 사이에 배치된 적외선 반사용 다층 중합체 필름을 포함하는 단열 창유리 유닛이 기술된다. 적외선 반사용 다층 중합체 필름은 제1 중합체 재료 및 제2 중합체 재료의 복수의 교번하는 중합체 층을 포함한다. 교번하는 중합체 층들 중 적어도 하나의 층은 복굴절성이며 배향된다. 교번하는 중합체 층들은 적외선 방사를 반사하도록 협동한다.
창유리, 적외선, 가시광선, 중합체 필름, 반사용 필름

Description

적외선 반사용의 단열 창유리 유닛{INFRARED RADIATION REFLECTING INSULATED GLAZING UNIT}
관련 출원과의 상호 참조
본 출원은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 발명의 명칭이 "적외선 반사용의 단열 창유리 유닛"(INFRARED RADIATION REFLECTING INSULATED GLAZING UNIT)인 2006년 6월 6일자로 출원된 공히 계류중인 미국 특허 출원 제11/422,368호의 일부계속출원이다.
본 발명은 일반적으로 적외선 반사용 중합체 필름(polymeric infrared reflecting film)이 내부에 배치된 단열 창유리 유닛(insulated glazing unit)에 관한 것이다.
창유리의 유형 및 창유리의 방사율(emissivity)에 의한 태양광 방사(solar radiation)의 반사, 투과 및 흡수에 의해 에너지가 창(window)에서 조절되는 것이 알려져 있다. 단열 창유리 유닛(IGU)은 3가지의 메커니즘, 즉 열의 전도, IGU 내의 공기 흐름이 열을 전달하는 동인(agent)으로서 작용하게 하는 대류, 및 흡수된 열의 복사 또는 재복사에 의해, 창의 열 획득 또는 손실에 기여한다. 태양광 방사가 IGU에 충돌할 때, 에너지가 흡수되어 전도되거나 재복사된다. 재복사하는 능력은 방사율로 불린다. 스펙트럼 선택형(spectrally selective)의 진공 증착된 금속 또는 금속제 코팅이 IGU 내의 표면에 포함되면, 이는 태양광 스펙트럼의 적외선 방사 부분을 흡수하고 흡수된 에너지를 코팅의 표면 및 대기 계면의 방향으로 주변 대기로 재복사함으로써 에너지 방출을 보조한다. 그러나, 이들 스펙트럼 선택형 금속 또는 금속제 코팅은 여러 가지의 단점을 갖는다.
발명의 개요
예시적인 일 구현에서, 본 발명은 단열 창유리 유닛에 관한 것이다. 단열 창유리 유닛은 평행한 제2 투명 기판으로부터 이격된 제1 투명 기판, 제1 투명 기판과 제2 투명 기판 사이에 형성된 밀봉된 빈 공간, 및 제1 투명 기판과 제2 투명 기판 사이에 배치된 적외선 반사용 다층 중합체 필름을 포함한다. 적외선 반사용 다층 중합체 필름은 제1 중합체 재료 및 제2 중합체 재료의 복수의 교번하는 중합체 층을 포함한다. 교번하는 중합체 층들 중 적어도 하나의 층은 복굴절성이며 배향된다. 교번하는 중합체 층들은 적외선을 반사하도록 협동한다.
본 발명의 이들 및 다른 양태는 도면과 더불어 하기의 상세한 설명으로부터 당업자에게 쉽게 명백해질 것이다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명을 제조하고 사용하는 방법을 더욱 용이하게 이해하도록 하기 위해, 본 발명의 예시적인 실시 형태가 도면을 참조하여 이하 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 단열 창유리 유닛의 예시적인 개략 단면도를 제공하는 도면.
도 2는 다른 단열 창유리 유닛의 예시적인 개략 단면도.
도 3은 또 다른 단열 창유리 유닛의 예시적인 개략 단면도.
본 발명은 단열 창유리 유닛, 특히 단열 창유리 유닛 내에 배치된 적외선 반사용 중합체 필름을 구비한 단열 창유리 유닛에 관한 것이다. 본 발명이 이와 같이 제한되지는 않는데, 본 발명의 다양한 양태는 이하 제공된 예들의 논의를 통해 이해될 것이다.
하기 설명은, 여러 도면에서 동일한 요소들에 동일한 방식으로 번호가 부여된 도면들을 참조하여 이해되어야 한다. 반드시 축척대로 도시된 것은 아닌 도면들은 선택된 예시적 실시 형태들을 도시하며, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것이 아니다. 구성, 치수 및 재료의 예가 다양한 요소에 대하여 예시되어 있지만, 당업자라면 다수의 제공된 예들이 이용될 수 있는 적합한 대안을 가짐을 인지할 것이다.
달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 청구의 범위에서 사용되는 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수치는 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 기술된 수치적 파라미터는 근사치이며, 이 근사치는 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하는 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다.
종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함)와 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 갖는 실시 형태를 포함한다. 예를 들어, "하나의 층"(a layer)을 참조하는 것은 1개, 2개 또는 그 이상의 층을 갖는 실시 형태를 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 일반적으로 이용된다.
"중합체"라는 용어는 중합체, 공중합체(예컨대, 2개 이상의 상이한 단량체를 사용하여 형성된 중합체), 올리고머 및 그 조합과, 혼화성 블렌드로 형성될 수 있는 중합체, 올리고머, 또는 공중합체를 포함하는 것으로 이해될 것이다.
"인접한"이라는 용어는 하나의 요소가 다른 요소에 아주 근접해 있는 것을 말하며, 요소들이 서로 접촉하는 것을 포함하고, 또한 요소들 사이에 배치된 하나 이상의 층에 의해 요소들이 분리되어 있는 것을 포함한다.
본 발명은 단열 창유리 유닛에 적용가능하며, 더욱 상세하게는 단열 창유리 유닛 내에 배치된 적외선 반사용 중합체 필름을 구비한 단열 창유리 유닛에 적용가능하다. 본 명세서에 개시된 단열 창유리 유닛은 일반적인 창유리용으로 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 단열 창유리 유닛은, 예컨대 허용가능한 비용 및 최소의 복잡성으로 크게 개선된 태양광 조절을 제공할 수 있다.
에너지 효율적인 창의 한 가지 종류는 2개 이상의 이격된 유리 시트를 구비한 다중 시트-창유리형(mulit sheet-glazed) 단열 유리 유닛(insulating glass unit, "IG 유닛")이며, 이는 서늘한 기후에서 주거용 및 상업용 건축물에 대한 산업 표준이 되고 있다. 단열 창유리 유닛 또는 단열 유리 유닛(통상 IGU로 지칭됨)은 2개 이상의 유리 판(예컨대, 투명 기판)이 이격되고 기밀 밀봉되어 각각의 유리 판 사이에 빈 공간을 갖는 단일 창유리형 유닛을 형성하는 것으로 설명된다. 이름이 암시하듯이, IGU의 가장 중요한 기능은 건축 응용에 사용될 때 유리의 열적 성능을 개선하는 것이다. 가장 통상적으로 발견되는 IGU는 이중 창유리형, 즉 2개의 유리 판으로 제조되며, 따라서 "이중 창유리 유닛"(double glazing units) 또는 "DGU"(특히 유럽에서)로서도 지칭되지만, 3개 이상의 유리 판을 구비한 IGU, 즉 "삼중 창유리"(triple glazing)가 때때로 추운 기후에서 사용된다. 단열 창유리는 새시(sash) 또는 프레임 내에 또는 커튼 월(curtain wall) 내에 끼워질 수 있다. 단열 창유리 유닛은 또한 채널 유리를 포함한다. IG 창 유닛은 적어도 하나의 스페이서(spacer) 및/또는 시일(seal)에 의해 서로로부터 이격된 적어도 제1 투명 기판 및 제2 투명 기판을 포함할 수 있다. 이격된 기판들 사이의 간극 또는 공간은 기체(예컨대, 아르곤)로 충전되거나 그렇지 않을 수도 있고, 그리고/또는 다른 경우에 대기압 미만의 압력으로 배기되거나 그렇지 않을 수도 있다.
IG 유닛은 종래의 창과 비교할 때 그의 감소된 전도 및 대류 열전달로 인해 단일 유리 시트를 구비한 창에 비해 개선된 단열 성능을 갖는다. 그러나, 아주 최근까지, IG 유닛의 사용은 따뜻한 기후 내지는 더운 기후, 예컨대 에어컨을 장기간 동안 작동시켜야 하는 계절을 특징으로 하는 기후를 가진 지리적 지역에서 인기를 끌지 못하였는데, 그 이유는 이러한 지역에서 요구되는 창의 주요 기능성은 태양열 부하의 감소이고 단열의 유용성은 필수적이지 않기 때문이다.
태양광 조절 코팅 유리가 도입되었다. 이러한 태양광 조절 코팅 유리는 코팅된 유리를 통해 직접 투과되는 태양광 에너지(전자기 스펙트럼의 가시광선 및/또는 근적외선 부분)의 양을 감소시킴으로써, 흔하게는 파장과 무관하게 많은 양의 입사 에너지를 흡수함으로써, 그리고/또는 많은 양의 가시광을 반사함으로써, 태양열 부하 감소를 달성한다. 은 기반의 저 방사율(low emissivity)[로우(low)-E] 코팅이 또한 그의 단열 특성에 더하여 상당한 정도의 태양광 조절 기능을 갖는 것으로 인식되어 왔다. 그러한 은 기반의 태양광-조절/로우-E 코팅된 유리는 (그의 로우-E/단열 성능으로 인해) 장기간 난방을 해야 하는 계절을 특징으로 하는 기후에서뿐만 아니라, 그의 태양광 조절 이점으로 인해 장기간 냉방을 해야 하는 계절을 특징으로 하는 기후에도 적용가능성을 가질 수 있다. 은 층은 흔히 2개의 유전체 층에 접해 있으며, 층 두께는 전자기 스펙트럼의 가시광선 부분에서의 반사를 최소화하면서 동시에 적외선 영역에서의 높은 반사율을 유지하도록 최적화된다.
전술한 로우-E 코팅은 흔히 2개의 투명 기판 중 하나의 기판의 내부 표면 상에 적용된다. 흔히 "하드 코팅"(hard coat)으로 지칭되는, 산화주석 또는 도핑된 산화주석(예컨대, 불소 도핑된 산화주석)과 같은 재료의 열분해적으로(pyrolitically) 적용된 로우-E 코팅은 창의 U-값을 개선할 수 있다. 그러나, 이들은 흔히 냉방 부하가 우선시되는 지역에서 중요한, 충분하게 낮은 태양열 획득 계수(solar heat gain coefficient, SHGC)를 제공하지 못한다. IG 유닛의 성능의 개선은 은 또는 NiCr의 층들 사이에 개재된 은과 같은 전술한 재료의 마그네트론 스퍼터링된(magnetron sputtered) 층의 사용에 의해 얻어진다. 이들 스퍼터링된 코팅은 흔히 "소프트 코팅"(soft coat)으로 지칭된다. 또한, 다중 은 스택 또는 NiCr 층에 접한 은은 SiN, ITO, InO와 같은 유전체 재료에 접하여, 전자기 스펙트럼의 가시광선 부분에서 반사율을 최소화하도록 설계될 수 있으며, "스펙트럼 선택형 로우-E" 코팅으로 지칭된다. 이들 코팅이 SGHC를 더 낮추고 저 방사율을 갖지만, 이들은 최종적인 유리 및 창에 상당한 복잡성 및 비용을 추가한다.
로우-E 유리를 구비한 IG 유닛은 적외선(IR) 방사가 차단되게 할 수 있지만, 이들은 전형적으로 UV 방사의 차단에 관해서는 부족하다. 또한, 전형적인 태양광 조절 또는 저 방사율 기능성의 코팅은 템퍼링(tempering) 공정 동안 히트 미러(heat mirror)로서 작용하여, 미코팅 유리를 템퍼링하는 데 요구되는 시간과 비교할 때 코팅된 유리를 템퍼링하는 데 요구되는 시간을 증가시키고, 또한 전체 비용을 추가한다. 템퍼링 공정은 전형적으로 유리의 강도를 증가시키기 위해 사용된다. 진공 증착된 또는 스퍼터 증착된 금속 또는 금속제 화합물의 다중 층으로 이루어진 스펙트럼 선택형 코팅은 수분 또는 다른 화학물질에 노출될 때 부식될 수 있는 것으로 또한 알려져 있다.
보수용품 시장용(aftermarket)의 태양광 조절 필름은 전형적으로 개장 수단으로서 투명 기판의 외부 표면 상에 적용되는 금속화된 포일이다. 이들 진공 금속 코팅된 필름은 가시광 투과율을 희생하여 태양광 성능을 제공하며, 때로는 높은 가시광 반사율을 가진다. 부식되기 쉬운 은 금속을 가진 이들 창 필름의 보수용품 시장용 용례에서, 노출된 에지는 물 불침투성 밀봉제로 밀봉되어 부식이 발생하여 확산되는 것을 방지하여야 한다. IG 유닛에서도, 은 층의 부식을 방지하기 위한 수단을 강구할 필요가 있다.
이상을 고려하면, 예컨대 허용가능한 비용 및 최소의 복잡성으로, 높은 가시광 투과율, 보다 높은 UV 차단성, 낮은 반사율, 비부식성, 높은 태양열 차단성, 및 낮은 U 값 모두를 제공할 수 있는 에너지 효율적인 단열 창유리 유닛 구성에 대한 필요성이 존재한다는 것을 알 수 있다.
많은 실시 형태에서, 창 또는 창유리 유닛은 적어도 하나의 시일 및/또는 스페이서에 의해 서로로부터 분리되어 있는 2개의 이격된 투명 기판(유리, 플라스틱 등)을 포함하며, 여기서 기판들 중 제1 기판은 적어도 하나의 표면 상에서 적외선 차단용 다층 중합체 필름을 지지하고, 로우-E 코팅은 투명 기판들 중 적어도 하나의 기판 상에 선택적으로 배치된다.
몇몇 실시 형태에서, 하나의 투명 기판은 적외선 차단용 다층 중합체 필름을 갖고, 제2 투명 기판은 열분해적으로 적용된 로우-E 코팅을 갖는다. 추가의 실시 형태에서, 하나의 투명 기판은 적외선 차단용 다층 중합체 필름을 갖고, 또 하나의 제2 투명 기판은 스퍼터링된 단일 스택 로우-E 코팅을 갖는다. 이들 실시 형태는 또한, 적외선 차단용 다층 중합체 필름이 PVB와 같은 재료의 층들 사이에 개재되고 이어서 로우-E 유리에 또는 유리 판들(즉, 안전 유리) 사이에 라미네이팅되는 라미네이트와 함께 사용될 수 있다. 또는, 라미네이트가 단열 유닛 내의 제1 기판으로서 사용되고, 이 경우 제2 기판은 로우-E 유리이다.
몇몇 실시 형태에서, 단열 창유리 유닛은 한 쌍의 플라스틱 또는 유리 투명 시트를 포함하며, 이 시트 쌍은 그들 사이에 내부 공간을 제공하도록 평행하게 정렬되어 서로로부터 이격되어 있다. 적어도 하나의 투명 기판은 그 상에 로우-E 코팅을 갖고, 적외선 차단용 다층 중합체 필름은 투명 기판들 중 하나의 기판에 부착되거나, 내부 공간 내에서 투명 기판들과 평행하게 정렬되어 현수된다.
예시적인 적외선 반사용 다층 중합체 필름은 적어도 2개의 중합체 재료의 교번하는 층들을 갖는 다층 스택을 포함한다. 교번하는 층들은 상이한 굴절률 특징을 가져서, 일부 광(방사)은 인접한 중합체 층들 사이의 계면에서 반사된다. 교번하는 층들은 충분하게 얇을 수 있어서, 복수의 계면에서 반사된 광은 필름에 원하는 반사 특성 또는 투과 특성을 제공하기 위해 보강 간섭 또는 상쇄 간섭(constructive or destructive interference)을 겪는다. 가시광선 및/또는 적외선 파장에서 광을 반사하도록 설계된 다층 중합체 광학 필름의 경우, 각각의 층은 일반적으로 약 1 마이크로미터 미만의 광학 두께(즉, 물리적 두께에 굴절률을 곱함)를 갖는다. 그러나, 필름의 외부 표면에서의 스킨 층, 또는 층들의 패킷(packet)을 분리하는 필름 내에 배치된 보호 경계 층과 같은 더 두꺼운 층이 또한 포함될 수 있다.
중합체 재료들 중 적어도 하나의 재료가 응력 유도 복굴절 특성을 가져서, 재료의 굴절률(n)은 신장 공정에 의해 영향을 받는다. 층들 사이의 각각의 경계에서의 굴절률의 차이는 일부의 광선이 반사되게 할 것이다. 단축에서 이축 배향의 범위에 걸쳐 다층 스택을 신장시킴으로써, 필름에는 상이하게 배향된 평면 편광된 입사 광에 대한 소정의 반사율 범위가 형성된다. 이와 같이 구성된 다층 광학 필름은 매우 크거나 존재하지 않는 브루스터 각도(Brewster angle)(임의의 층 계면에서 입사된 광에 대해 반사율이 0이 되는 각도)를 나타낸다. 결과적으로, 이들 중합체 다층 스택은 넓은 대역폭에 걸쳐 s 편광된 광 그리고 p 편광된 광 모두에 대해 높은 반사율을 갖고, 넓은 범위의 각도에 걸쳐 반사가 이루어질 수 있다.
적외선 반사용 다층 중합체 필름의 반사 및 투과 특성은 각각의 층들(즉, 마이크로층들)의 굴절률의 함수이다. 각각의 층은 적어도 필름 내의 국소 위치에서 평면 내 반사율 nx, ny, 및 필름의 두께 축과 연관된 굴절률 nz에 의해 특징지워질 수 있다. 이들 굴절률은 각각 상호 직교하는 x-축, y-축, 및 z-축을 따라 편광된 광에 대한 당해 재료의 굴절률을 나타낸다. 실제로, 굴절률들은 적절한 재료 선택 및 처리 조건에 의해 조절된다. 적외선 반사용 다층 중합체 필름은 2개의 교번하는 중합체 A 및 B의 전형적으로는 수십 또는 수백개의 층을 공압출하고, 이어서 선택적으로 다층 압출물을 하나 이상의 다중화 다이(multiplication die)를 통과시키고, 그 후 최종 필름을 형성하도록 압출물을 신장 또는 달리 배향시킴으로써 제조될 수 있다. 최종적인 필름은 가시광선, 근적외선, 및/또는 적외선과 같은 스펙트럼의 원하는 영역(들)에서 하나 이상의 반사 대역을 제공하도록 그 두께 및 굴절률이 맞춰진, 전형적으로는 수십 또는 수백개의 개별 층으로 구성된다. 적당한 수의 층들에 의해 높은 반사율을 달성하기 위해, 인접한 층들은 x-축을 따라 편광된 광에 대해 0.05 이상의 굴절률 차이(Δnx)를 나타내는 것이 바람직하다. 몇몇 실시 형태에서, 2개의 직교 편광에 대해 높은 반사율이 요구되는 경우, 인접한 층들은 또한 y-축을 따라 편광된 광에 대해 0.05 이상의 굴절률 차이(Δny)를 나타낸다. 다른 실시 형태에서, 굴절률 차이 Δny는 하나의 편광 상태의 수직 입사 광을 반사하고 직교 편광 상태의 수직 입사 광을 투과시키는 다층 스택을 생성하도록 0.05 미만 또는 0일 수 있다.
필요한 경우, z-축을 따라 편광된 광에 대한 인접한 층들 사이의 굴절률 차이(Δnz)는 또한 경사 입사 광의 p-편광 성분에 대해 원하는 반사율 특성을 달성하도록 맞춰질 수 있다. 설명의 편의를 위해, 다층 광학 필름 상의 임의의 관심 지점에서, x-축은 Δnx의 크기가 최대가 되도록 필름의 평면 내에 배향되는 것으로 고려될 것이다. 따라서, Δny의 크기는 Δnx의 크기와 같거나 그보다 작다(그렇지만, 그보다 크지는 않음). 또한, 어떤 재료 층을 선택하여 차이들 Δnx, Δny, Δnz의 계산을 시작할 지는 Δnx가 음이 되지 않도록 함으로써 결정된다. 달리 말하면, 계면을 형성하는 2개의 층 사이의 굴절률 차이는 Δnj = n1j - n2j이며, 여기서 j = x, y, 또는 z이고 층 번호 1, 2는 n1x ≥ n2x, 즉 Δnx ≥ 0이도록 선택된다.
경사 입사각에서 p-편광된 광의 높은 반사율을 유지하기 위해, 층들 사이의 z-굴절률 오정합 Δnz는 최대 평면 내 굴절률 차이 Δnx보다 실질적으로 작아서, Δnz ≤ 0.5×Δnx가 되도록 조절될 수 있다. 더욱 바람직하게는, Δnz ≤ 0.25×Δnx이다. 0 또는 거의 0의 크기인 z-굴절률 오정합은 p-편광된 광에 대한 그 반사율이 입사각의 함수로서 일정하거나 거의 일정한 층들 사이의 계면을 생성한다. 또한, z-굴절률 오정합 Δnz는 평면 내 굴절률 차이 Δnx와 비교할 때 반대 극성을 갖도록, 즉 Δnz < 0이도록 조절될 수 있다. 이러한 조건은 s-편광된 광에 대한 경우에서와 같이, p-편광된 광에 대한 그 반사율이 입사각의 증가에 따라 증가하는 계면을 생성한다.
다층 광학 필름은, 예컨대 미국 특허 제3,610,724호[로저스(Rogers)]; 발명의 명칭이 "적외선, 가시광선 또는 자외선 광을 위한 고 반사성 열가소성 광학체"(Highly Reflective Thermoplastic Optical Bodies For Infrared, Visible or Ultraviolet Light)인 미국 특허 제3,711,176호[알프레이, 주니어(Alfrey, Jr.) 등]; 미국 특허 제4,446,305호(로저스 등); 미국 특허 제4,540,623호[임(Im) 등]; 미국 특허 제5,448,404호[쉬렌크(Schrenk) 등]; 발명의 명칭이 "광학 필름"(Optical Film)인 미국 특허 제5,882,774호[존자(Jonza) 등]; 발명의 명칭이 "착색된 보안 필름에 대한 투명성"(Clear to Colored Security Film)인 미국 특허 제6,045,894호(존자 등); 발명의 명칭이 "색상 전환 필름"(Color Shifting Film)인 미국 특허 제6,531,230호[웨버(Weber) 등]; 발명의 명칭이 "적외선 간섭 필터"(Infrared Interference Filter)인 국제 출원 공개 WO 99/39224호[오우더키르크(Ouderkirk) 등]; 및 발명의 명칭이 "다층 광학 필름을 제조하기 위한 장치"(Apparatus For Making Multilayer Optical Films)인 미국 특허 출원 공개 제2001/0022982 A1호[네빈(Neavin) 등]에 기술되어 있으며, 이들 모두는 본 명세서에 참고로 포함된다. 이러한 중합체 다층 광학 필름에서, 중합체 재료는 개별 층들의 구성에 있어서 우세하게 또는 배타적으로 사용된다. 이러한 필름은 대량 제조 공정과 양립가능하며, 대형 시트 및 롤 제품으로 제조될 수도 있다.
다층 필름은 교번하는 중합체 유형 층들의 임의의 유용한 조합에 의해 형성될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 교번하는 중합체 층들 중 적어도 하나의 층은 복굴절성이며 배향된다. 몇몇 실시 형태에서, 하나의 교번하는 중합체 층은 복굴절성이며 배향되고, 교번하는 중합체 층은 등방성이다. 일 실시 형태에서, 다층 광학 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 공중합체(coPET)를 포함하는 제1 중합체 유형과 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)의 공중합체(coPMMA)를 포함하는 제2 중합체 유형의 교번하는 층들에 의해 형성된다. 다른 실시 형태에서, 다층 광학 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 제1 중합체 유형과 폴리(메틸 메타크릴레이트 및 에틸 아크릴레이트)의 공중합체를 포함하는 제2 중합체 유형의 교번하는 층들에 의해 형성된다. 다른 실시 형태에서, 다층 광학 필름은 글리콜화된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PETG - 예컨대 사이클로헥산다이메탄올과 같은 제2 글리콜 부분 및 에틸렌 테레프탈레이트의 공중합체) 또는 글리콜화된 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 공중합체(coPETG)를 포함하는 제1 중합체 유형과 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트의 공중합체(coPEN)를 포함하는 제2 중합체 유형의 교번하는 층들에 의해 형성된다. 다른 실시 형태에서, 다층 광학 필름은 폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트의 공중합체를 포함하는 제1 중합체 유형과 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)의 공중합체를 포함하는 제2 중합체 유형의 교번하는 층들에 의해 형성된다. 교번하는 중합체 유형 층들의 유용한 조합은 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6,352,761호 및 미국 특허 제6,797,396호에 개시되어 있다.
적외선 흡수용 안료 층이 복수의 금속 산화물 나노입자를 포함할 수 있다. 금속 산화물 나노입자의 일부 목록에는 주석, 안티몬, 인듐 및 아연 산화물과 도핑된 산화물이 포함된다. 몇몇 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자에는 산화주석, 산화안티몬, 산화인듐, 인듐 도핑된 산화주석, 안티몬 도핑된 산화인듐주석, 산화안티몬주석, 안티몬 도핑된 산화주석 또는 이들의 혼합물이 포함된다. 몇몇 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자에는 산화주석 또는 도핑된 산화주석이 포함되며, 선택적으로 산화안티몬 및/또는 산화인듐이 추가로 포함된다. 나노입자는, 예컨대 1 내지 100, 또는 30 내지 100, 또는 30 내지 75 나노미터와 같은 임의의 유용한 크기를 가질 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자에는 중합체 재료 내에 분산된 산화안티몬주석 또는 도핑된 산화안티몬주석이 포함된다. 중합체 재료는 임의의 유용한 결합제 재료, 예컨대 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 플루오로중합체 등일 수 있다.
적외선 반사용 안료 층은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 이들 적외광 반사 안료는 필요에 따라 임의의 색상을 가질 수 있다. 유용한 적외광 반사 안료는 미국 특허 제6,174,360호 및 제6,454,848호에 기술되어 있으며, 이들은 본 발명과 상충되지 않는 범위로 본 명세서에 참고로 포함된다. 은과 같은 금속제 층이 또한 적외선 반사용 층을 제공하는 기능을 할 수 있다.
도 1은 단열 창유리 유닛(100)의 예시적이지만 비제한적인 개략 단면도를 제공한다. 적외선 방사원(101)(예컨대, 태양)이 단열 창유리 유닛(100)으로 방사를 지향하는 것으로 도시되어 있다. 단열 창유리 유닛(100)은 평행한 제2 투명 기판(112)으로부터 [스페이서 요소(130, 132)에 의해] 이격된 제1 투명 기판(110)을 포함한다. 제1 투명 기판(110) 및 제2 투명 기판(112)은 임의의 유용한 투명 재료로 형성될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 제1 투명 기판(110) 및 제2 투명 기판(112)은 유리 또는 중합체 재료, 예컨대 폴리올레핀, 폴리카르보네이트, 폴리이미드, 폴리에스테르 등으로 형성된다. 제1 투명 기판(110)은 내부 표면(111) 및 반대편의 평행한 외부 표면(109)을 포함한다. 제2 투명 기판(112)은 내부 표면(113) 및 반대편의 평행한 외부 표면(114)을 포함한다.
몇몇 실시 형태에서, 저 방사율 또는 "로우-E" 코팅(전술한 바와 같음)이 제1 투명 기판(110) 및/또는 제2 투명 기판(112) 상에 배치된다. 로우-E 코팅은 제1 투명 기판(110) 및/또는 제2 투명 기판(112)의 내부 표면(113, 111) 및/또는 외부 표면(114, 109)에 적용될 수 있다.
창 장착 부재(120, 122)가 제1 투명 기판(110) 및 제2 투명 기판(112)의 주연부 둘레에 선택적으로 배치될 수 있다. 밀봉된 빈 공간(140, 142)이 제1 투명 기판(110)과 제2 투명 기판(112) 및 창 장착 부재(120, 122) 사이에 형성된다. 창 장착 부재는 임의의 유용한 재료, 예컨대 목재, 금속 및/또는 중합체로 형성될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 밀봉된 빈 공간(140, 142)은 진공 하에 있거나, 필요에 따라 공기, 아르곤 기체, 크세논 기체, 또는 크립톤 기체로 충전된다. 몇몇 실시 형태에서, 창 장착 부재(120, 122)는 프레임 요소이다.
적외선 반사용 다층 중합체 필름(150)이 제1 투명 기판(110)과 제2 투명 기판(112) 사이에 배치된다. 적외선 반사용 다층 중합체 필름(150)은 제1 투명 기판(110)과 제2 투명 기판(112) 사이에서 현수된다. 많은 실시 형태에서, 적외선 반사용 다층 중합체 필름(150)은 제1 투명 기판(110) 및 제2 투명 기판(112)으로부터 이격되어 있으며, 밀봉된 제1 빈 공간(140)은 제2 투명 기판(112)의 내부 표면(113), 스페이서 부재(130, 132) 또는 창 장착 부재(122, 120), 및 적외선 반사용 다층 중합체 필름(150)에 의해 형성되고, 밀봉된 제2 빈 공간(142)은 제1 투명 기판(110)의 내부 표면(111), 스페이서 부재(130, 132) 또는 창 장착 부재(120, 122), 및 적외선 반사용 다층 중합체 필름(150)에 의해 형성된다.
적외선 반사용 다층 중합체 필름(150)은 제1 중합체 재료와 제2 중합체 재료의 복수의 교번하는 중합체 층을 포함하며, 교번하는 중합체 층들 중 적어도 하나의 층은 복굴절성이고 배향되며, 교번하는 중합체 층들은 적외선 방사를 반사하도록 협동한다. 적외선 반사용 다층 중합체 필름(150)은 상세하게 전술되어 있다.
많은 실시 형태에서, 제1 중합체 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 공중합체를 포함하며, 제2 중합체 재료는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)의 공중합체를 포함한다. 추가의 실시 형태에서, 제1 중합체 재료는 사이클로헥산다이메탄올 또는 사이클로헥산다이메탄올의 공중합체를 포함하며, 제2 중합체 재료는 폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트의 공중합체를 포함한다.
몇몇 실시 형태에서, 적외선 반사용 안료(전술한 바와 같음) 층이 적외선 반사용 다층 중합체 필름에 인접하게 배치될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 적외선 흡수용 안료(전술한 바와 같음) 층이 적외선 반사용 다층 중합체 필름에 인접하게 배치될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 적외선 반사용 안료 층 및 적외선 흡수용 안료 층이 적외선 반사용 다층 중합체 필름에 인접하게 배치될 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 적외선 반사용 금속 층(전술한 바와 같음)이 적외선 반사용 다층 중합체 필름에 인접하게 배치될 수 있다.
도 2는 다른 단열 창유리 유닛(200)의 예시적인 개략 단면도이다. 적외선 방사원(201)(예컨대, 태양)이 단열 창유리 유닛(200)으로 방사를 지향하는 것으로 도시되어 있다. 단열 창유리 유닛(200)은 평행한 제2 투명 기판(212)으로부터 [스페이서 요소(230, 232)에 의해] 이격된 제1 투명 기판(210)을 포함한다. 제1 투명 기판(210) 및 제2 투명 기판(212)은 임의의 유용한 투명 재료로 형성될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 제1 투명 기판(210) 및 제2 투명 기판(212)은 유리 또는 중합체 재료, 예컨대 폴리올레핀, 폴리카르보네이트, 폴리이미드, 폴리에스테르 등으로 형성된다. 제1 투명 기판(210)은 내부 표면(211) 및 반대편의 평행한 외부 표면(209)을 포함한다. 제2 투명 기판(212)은 내부 표면(213) 및 반대편의 평행한 외부 표면(214)을 포함한다.
몇몇 실시 형태에서, 저 방사율 또는 "로우-E" 코팅(전술한 바와 같음)이 제1 투명 기판(210) 및/또는 제2 투명 기판(212) 상에 배치된다. 로우-E 코팅은 제1 투명 기판(210) 및/또는 제2 투명 기판(212)의 내부 표면(213, 211) 및/또는 외부 표면(214, 209)에 적용될 수 있다.
창 장착 부재(220, 222)가 제1 투명 기판(210) 및 제2 투명 기판(212)의 주연부 둘레에 선택적으로 배치될 수 있다. 밀봉된 빈 공간(240)이 제1 투명 기판(210)과 제2 투명 기판(212) 및 창 장착 부재(220, 222) 사이에 형성된다. 창 장착 부재는 임의의 유용한 재료, 예컨대 목재, 금속 및/또는 중합체로 형성될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 밀봉된 빈 공간(240)은 진공 하에 있거나, 필요에 따라 공기, 아르곤 기체, 크세논 기체, 또는 크립톤 기체로 충전된다. 몇몇 실시 형태에서, 창 장착 부재(220, 222)는 프레임 요소이다.
적외선 반사용 다층 중합체 필름(250)이 제2 투명 기판(212)에 인접하게 배치되어 있지만, 적외선 반사용 다층 중합체 필름(250)은 필요에 따라 제1 투명 기판(210)에 인접하게 배치될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 적외선 반사용 다층 중합체 필름(250)은 접착제 층(252), 예컨대 광학적으로 투명한 접착제에 의해 제1 투명 기판(210) 또는 제2 투명 기판(212)에 부착된다. 접착제 층(252)에 적합할 수 있는 접착제의 몇몇 예에는 전체 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6,887,917호(양(Yang) 등)에 기술된 것들이 포함될 수 있다. 접착제 층(252)은 UV 흡수제를 포함할 수 있다. UV 흡수제의 몇몇 예에는 벤조트라이아졸, 예컨대 TINUVIN 928[시바 스페셜티 케미칼즈 코포레이션(CIBA Specialty Chemicals Corp); 미국 뉴저지주 테리타운], 트라이아진, 예컨대 TINUVIN 1577(시바 스페셜티 케미칼즈 코포레이션; 미국 뉴저지주 테리타운), 벤조페논, 예컨대 UVINUL 3039[바스프(BASF); 독일 루드빅샤펜], 벤즈옥사지논, 예컨대 UV-3638[사이텍(Cytec); 미국 노스캐롤라이나주 샬롯], 및/또는 옥살아닐리드가 포함될 수 있다. 대안으로, UV 흡수용 층(UV 흡수제 포함)이 적외선 반사용 다층 중합체 필름(250) 상에 또는 그에 인접하게 배치될 수도 있다.
밀봉된 빈 공간(240)은 제1 투명 기판(210)의 내부 표면(211), 스페이서 부재(230, 232) 또는 창 장착 부재(220, 222), 및 적외선 반사용 다층 중합체 필름(250)에 의해 형성된다. 그러나, 밀봉된 빈 공간(240)은, 적외선 반사용 다층 중합체 필름(250)이 제1 투명 기판(210)에 인접하게 배치된 경우(도시되어 있지 않음), 제2 투명 기판(212)의 내부 표면(213), 스페이서 부재(230, 232) 또는 창 장착 부재(220, 222), 및 적외선 반사용 다층 중합체 필름(250)에 의해 형성될 수 있다.
적외선 반사용 다층 중합체 필름(250)은 제1 중합체 재료와 제2 중합체 재료의 복수의 교번하는 중합체 층을 포함하며, 교번하는 중합체 층들 중 적어도 하나의 층은 복굴절성이고 배향되며, 교번하는 중합체 층들은 적외선 방사를 반사하도록 협동한다. 적외선 반사용 다층 중합체 필름(250)은 상세하게 전술되어 있다.
많은 실시 형태에서, 제1 중합체 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 공중합체를 포함하며, 제2 중합체 재료는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)의 공중합체를 포함한다. 추가의 실시 형태에서, 제1 중합체 재료는 사이클로헥산다이메탄올 또는 사이클로헥산다이메탄올의 공중합체를 포함하며, 제2 중합체 재료는 폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트의 공중합체를 포함한다.
몇몇 실시 형태에서, 적외선 반사용 안료(전술한 바와 같음) 층이 적외선 반사용 다층 중합체 필름에 인접하게 배치될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 적외선 흡수용 안료(전술한 바와 같음) 층이 적외선 반사용 다층 중합체 필름에 인접하게 배치될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 적외선 반사용 안료 층 및 적외선 흡수용 안료 층이 적외선 반사용 다층 중합체 필름에 인접하게 배치될 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 적외선 반사용 금속 층(전술한 바와 같음)이 적외선 반사용 다층 중합체 필름에 인접하게 배치될 수 있다.
도 3은 또 다른 단열 창유리 유닛(300)의 예시적인 개략 단면도이다. 적외선 방사원(301)(예컨대, 태양)이 단열 창유리 유닛(300)으로 방사를 지향하는 것으로 도시되어 있다. 단열 창유리 유닛(300)은 평행한 제2 투명 기판(312)으로부터 [스페이서 요소(330, 332)에 의해] 이격된 제1 투명 기판(310)을 포함한다. 제1 투명 기판(310) 및 제2 투명 기판(312)은 임의의 유용한 투명 재료로 형성될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 제1 투명 기판(310) 및 제2 투명 기판(312)은 유리 또는 중합체 재료, 예컨대 폴리올레핀, 폴리카르보네이트, 폴리이미드, 폴리에스테르 등으로 형성된다. 제1 투명 기판(310)은 내부 표면(311) 및 반대편의 평행한 외부 표면(309)을 포함한다. 제2 투명 기판(312)은 내부 표면(313) 및 반대편의 평행한 외부 표면(314)을 포함한다.
몇몇 실시 형태에서, 저 방사율 또는 "로우-E" 코팅(전술한 바와 같음)이 제1 투명 기판(310) 및/또는 제2 투명 기판(312) 및/또는 제3 투명 기판(360)(후술함) 상에 배치된다. 로우-E 코팅은 제1 투명 기판(310) 및/또는 제2 투명 기판(312)의 내부 표면(313, 311) 및/또는 외부 표면(314, 309)에 그리고/또는 제3 투명 기판(360)의 내부 표면(363)에 적용될 수 있다.
창 장착 부재(320, 322)가 제1 투명 기판(310) 및 제2 투명 기판(312)의 주연부 둘레에 선택적으로 배치될 수 있다. 밀봉된 빈 공간(340)이 제1 투명 기판(310)과 제2 투명 기판(312) 및 창 장착 부재(320, 322) 사이에 형성된다. 창 장착 부재는 임의의 유용한 재료, 예컨대 목재, 금속 및/또는 중합체로 형성될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 밀봉된 빈 공간(340)은 진공 하에 있거나, 필요에 따라 공기, 아르곤 기체, 크세논 기체, 또는 크립톤 기체로 충전된다. 몇몇 실시 형태에서, 창 장착 부재(320, 322)는 프레임 요소이다.
적외선 반사용 다층 중합체 필름(350)은 접착제 층(352), 예컨대 광학적으로 투명한 접착제에 의해 제1 투명 기판(310) 또는 제2 투명 기판(312)에 부착된다. 밀봉된 빈 공간(340)은 제2 투명 기판(312)의 내부 표면(313), 스페이서 부재(330, 332) 또는 창 장착 부재(320, 322), 및 적외선 반사용 다층 중합체 필름(350)에 의해 형성된다.
그러나, 밀봉된 빈 공간(340)은, 적외선 반사용 다층 중합체 필름(350)이 제2 투명 기판(312)에 인접하게 배치된 경우(도시되어 있지 않음), 제1 투명 기판(310)의 내부 표면(311), 스페이서 부재(330, 332) 또는 창 장착 부재(320, 322), 및 적외선 반사용 다층 중합체 필름(350)에 의해 형성될 수 있다.
제3 투명 기판(360)은 적외선 반사용 다층 중합체 필름(350)에 인접하게 배치되어, 적외선 반사용 다층 중합체 필름(350)이 제3 투명 기판(360)과 제1 투명 기판(310) 또는 제2 투명 기판(312) 중 어느 하나의 기판 사이에 배치된다. 제3 투명 기판(360)은 임의의 유용한 재료, 예컨대 유리 또는 전술한 바와 같은 중합체 재료로 형성될 수 있다. 제3 투명 기판(360)은 제1 투명 기판(310) 또는 제2 투명 기판(312)을 형성하는 재료와 동일하거나 상이한 재료로 형성될 수 있다.
적외선 반사용 다층 중합체 필름(350)은 제1 중합체 재료와 제2 중합체 재료의 복수의 교번하는 중합체 층을 포함하며, 교번하는 중합체 층들 중 적어도 하나의 층은 복굴절성이고 배향되며, 교번하는 중합체 층들은 적외선 방사를 반사하도록 협동한다. 적외선 반사용 다층 중합체 필름(350)은 상세하게 전술되어 있다.
많은 실시 형태에서, 제1 중합체 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 공중합체를 포함하며, 제2 중합체 재료는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)의 공중합체를 포함한다. 추가의 실시 형태에서, 제1 중합체 재료는 사이클로헥산다이메탄올 또는 사이클로헥산다이메탄올의 공중합체를 포함하며, 제2 중합체 재료는 폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트의 공중합체를 포함한다.
몇몇 실시 형태에서, 적외선 반사용 안료(전술한 바와 같음) 층이 적외선 반사용 다층 중합체 필름에 인접하게 배치될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 적외선 흡수용 안료(전술한 바와 같음) 층이 적외선 반사용 다층 중합체 필름에 인접하게 배치될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 적외선 반사용 안료 층 및 적외선 흡수용 안료 층이 적외선 반사용 다층 중합체 필름에 인접하게 배치될 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 적외선 반사용 금속 층(전술한 바와 같음)이 적외선 반사용 다층 중합체 필름에 인접하게 배치될 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 다공성 단열 재료가 본 명세서에 설명된 단열 창유리 유닛의 제1 투명 기판과 제2 투명 기판 사이에 제공된다. 다공성 단열 재료는 임의의 유용한 두께를 가질 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 다공성 단열 재료는 3 밀리미터 이상에서, 최대로는 본 명세서에 설명된 단열 창유리 유닛의 제1 투명 기판과 제2 투명 기판 사이의 빈 공간의 두께까지의 범위인 두께를 갖는다. 다공성 단열 재료는 임의의 형태로, 예컨대 미립자, 모놀리식(monolithic) 또는 섬유 보강된 시트로서, 또는 투명 기판들 사이에 개재되어 이용될 수 있다. 다공성 단열 재료는 적외선 반사용 다층 중합체 필름(전술함)과 분리되어 있거나, 그와 접촉하거나, 또는 그에 부착될 수 있다.
많은 실시 형태에서, 다공성 단열 재료는 빈 공간의 부피가 부피%를 기준으로 50% 이상, 60% 이상, 80% 이상, 또는 90% 이상인 다공성 실리카이다. 많은 실시 형태에서, 다공성 단열 재료는 광 산란성(light scattering)이다. 한 가지 유용한 구성은 제1 투명 기판과 제2 투명 기판 사이에 배치된 적외선 반사용 다층 중합체 필름(전술함) 및 제1 투명 기판과 제2 투명 기판 사이에 위치된 다공성 단열 재료를 포함하여, 적외선 반사용 다층 중합체 필름이 다공성 단열 재료와 적외선 방사 태양광원(예컨대, 태양) 사이에 있게 된다.
많은 실시 형태에서, 다공성 단열 재료는 에어로젤이다. 많은 실시 형태에서, 에어로젤은, 매우 작은 기공 및 낮은 고형물 함량(몇몇 경우에서, 예컨대 5%의 고형물, 95%의 공기 또는 빈 공간 부피)을 갖는 유리 스트랜드의 격자 세공(lattice work)으로서 설명되는, 고 다공성 실리카의 형태이다. 실리카 에어로젤은 불투명화제, 예컨대 카본 블랙, 산화티타늄 등이 혼입됨으로써 적외선 방사를 흡수하도록 제조될 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 적외선 반사용 다층 중합체 필름은 임의의 잔류 입사 적외선이 에어로젤로 투과되기 전에 입사 적외선을 반사하도록 위치된다.
에어로젤은 가벼운 중량 및 매우 양호한 단열성의 고형물인 것으로 알려져 있다. 에어로젤은 젤의 액체 성분이 기체로 대체된 젤로부터 흔히 유도되는 저 밀도 고형물 상태의 재료이다. 에어로젤은 다공도가 50 부피% 이상인 일종의 개방 셀형 메조포러스(open-celled mesoporous) 고형물 재료이다. 흔히, 에어로젤은 90-99.8%의 공기로 구성되며, 밀도가 1.9 내지 대략 150 ㎎/㎤ 범위이다. 나노스케일에서, 에어로젤은 스펀지와 구조적으로 유사하며, 상호연결된 나노입자들의 네트워크로 구성된다. 에어로젤이라는 용어는 특정 물질 자체를 의미하지 않고, 오히려 물질이 취할 수 있는 기하학적 구조를 의미하는데, 실제로 에어로젤은 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 전이 금속 및 란탄족 금속 산화물, 금속 칼코겐화물(예컨대, CdS 및 CdSe), 유기 중합체 및 무기 중합체, 및 카본을 포함하는 다양한 재료로 구성될 수 있다.
많은 실시 형태에서, 에어로젤은 소수성이다. 소수성 에어로젤 입자는 유기 에어로젤 입자, 무기 에어로젤 입자(예컨대, 금속 산화물 에어로젤 입자), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 소수성 에어로젤 입자가 유기 에어로젤 입자를 포함할 때, 유기 에어로젤 입자는 레소르시놀-포름알데히드 에어로젤 입자, 멜라민-포름알데히드 에어로젤 입자, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 소수성 에어로젤 입자가 무기 에어로젤 입자를 포함할 때, 무기 에어로젤 입자는 실리카 에어로젤 입자, 티타니아 에어로젤 입자, 알루미나 에어로젤 입자, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 산화물 에어로젤 입자일 수 있다. 많은 실시 형태에서, 소수성 에어로젤 입자는 실리카 에어로젤 입자이다.
임의의 유용한 에어로젤이 본 발명에 이용될 수 있다. 예를 들어, 구매가능한 에어로젤은 코바트 코포레이션(Cabot Corporation)으로부터 나노젤(NANOGEL)이라는 상표명으로 입수가능하다.
다양한 유형의 단열 창유리 유닛(IGU)의 창유리 성능 특징이 이하의 표에 나타나 있다. 태양은 유리 판 1을 향하는 것으로 모델링하였다. 로렌스 버클리 내셔널 랩[Lawrence Berkeley National Lab(http://windows.lbl.gov/software/default.htm)]의 윈도우즈 앤드 데이라이팅 그룹(windows and daylighting group)으로부터 입수가능한 옵틱스5(Optics5) 및 윈도우5(Window5) 모델링 소프트웨어를 사용하여 이하 표에 나타낸 창유리의 창 성능을 모델링하였다. 보고된 모든 결과는 유리 중앙 계산치(center of glass calculation)이다. 이용가능할 경우 국제 창유리 데이터베이스(International Glazing Database, IGDB)에 공개된 광학 데이터를 사용하였다. (필요할 때) 필름에 대한 스펙트럼 측정치를 람다 9 분광광도계(Lambda 9 spectrophotometer)를 사용하여 측정하고 스펙트럼 데이터를 옵틱스5 및 윈도우5로 들여오기(import)하여 필요한 계산을 수행하였다. 하기의 기판 및 필름을 이하 표에 나타낸 실시예에 사용하였다.
PPG 클리어 플로트 글래스(PPG Clear Float Glass): 미국 펜실베니아주 소재의 피피지 인더스트리즈(PPG industries)로부터 입수가능한 6 ㎜ 투명 플로트 유리(IGDB ID 번호 5012). 카디날 플로트 글래스(Cardinal float glass): 미국 미네소타주 소재의 카디날 글래스(Cardinal Glass)로부터 입수가능한 6 ㎜ 투명 플로트 유리(IGDB ID 번호 2004).
PPG 선게이트 500(PPG Sungate 500): 피피지 인더스트리즈로부터 입수가능한 6 ㎜ 로우-E 코팅된 유리(IGDB ID 번호 5248).
CM 875: 미국 특허 제6,797,396호(예컨대, 실시예 5 참조)에 기술된 바와 같이 PET 및 coPMMA의 224개의 교번하는 층을 포함하는 0.05 ㎜ [2 밀(mil)] (공칭) 1/4 파장 IR 반사용 필름.
PR70: 구매가능한 프레스티지(Prestige) 시리즈의 보수용품 시장용 3M 윈도우 필름(70-0063-4912-3).
모든 실시예는 공기로 충전된 IGU 구조였다. 유리 기판들을 12.7 ㎜ (0.5") 이격시켜 배치하였다. 실시예 6 및 실시예 7은 IR 반사용 필름을 각각의 유리 판으로부터 0.64 ㎝ (0.25 인치) 거리에서 유리 판들 사이에 현수시킨 IGU 구조였다.
Figure 112008083349414-pct00001
하기의 표는 상기 열거한 프로그램에 따라 계산된 바와 같은 계산된 결과를 보고한다.
Figure 112008083349414-pct00002
본 발명은 본 명세서에 설명된 특정 실시예로 제한되는 것으로 고려되어서는 안 되며, 오히려 첨부된 청구의 범위에 명확하게 기재된 것과 같은 본 발명의 모든 양태를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명이 적용될 수 있는 다양한 변형, 등가의 방법 및 다수의 구조는 본 발명이 대상으로 하는 기술 분야의 당업자가 본 명세서를 검토할 때 쉽게 명백해질 것이다.

Claims (23)

  1. 평행한 제2 투명 기판으로부터 이격된 제1 투명 기판;
    상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판 사이에 형성된 밀봉된 빈 공간; 및
    상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판 사이에 배치된 하나 이상의 적외선 반사용 다층 중합체 필름(infrared radiation reflecting multilayer polymeric film)
    을 포함하며,
    상기 적외선 반사용 다층 중합체 필름은 제1 중합체 재료와 제2 중합체 재료의 복수의 교번하는 중합체 층을 포함하며, 상기 교번하는 중합체 층들 중 하나 이상의 층은 복굴절성이고 배향되며, 상기 교번하는 중합체 층들은 적외선을 반사하도록 협동하는 것인 단열 창유리 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 투명 기판 또는 상기 제2 투명 기판 상에 배치된 저 방사율 코팅을 추가로 포함하는 단열 창유리 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 두께가 3 ㎜ 이상이고 상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판 사이에 배치되며 에어로젤을 포함하는 다공성 단열 재료를 추가로 포함하는 단열 창유리 유닛.
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