KR20000070248A - 열복사 반사 유리 - Google Patents

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KR20000070248A
KR20000070248A KR1019997006476A KR19997006476A KR20000070248A KR 20000070248 A KR20000070248 A KR 20000070248A KR 1019997006476 A KR1019997006476 A KR 1019997006476A KR 19997006476 A KR19997006476 A KR 19997006476A KR 20000070248 A KR20000070248 A KR 20000070248A
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cobalt
glass
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chromium
film
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KR1019997006476A
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사카이야스토
아타카코이치
Original Assignee
마쯔무라 미노루
닛본 이따 가라스 가부시끼가이샤
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides

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Abstract

본 발명은 유리판 및 상기 유리판상에 형성되는 막을 포함하는 열복사 반사 유리에 관한 것이다. 상기 막은 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 65 내지 96중량%의 코발트, 2 내지 25중량%의 크롬 및 2 내지 33중량%의 철을 포함하는 조성 및 10nm 내지 70nm의 층두께를 가진다. 또다른 실시예에 있어서, 상기 막은 상기 유리판과 접촉하는 측의 부분에서는, 단위 면적당 중량을 기준으로 65 내지 96중량%의 코발트, 2 내지 25중량%의 크롬 및 2 내지 33중량%의 철을 포함하는 조성을 가지며, 최외측 부분에서는 단위 면적당 중량을 기준으로 다음 조건 (i) 2 내지 96중량%의 코발트, 2 내지 8중량% 또는 18 내지 96중량%의 크롬 및 2 내지 96중량%의 철 및 (ii) 2 내지 96중량%의 코발트, 2 내지 96중량%의 크롬 및 2 내지 10중량%의 철중 하나 이상의 조건을 만족시키는 범위의 중량%로 코발트, 크롬 및 철을 포함하는 조성을 가지며, 또 상기 막은 10nm 내지 70nm의 층 두께를 가진다.

Description

열복사 반사 유리{heat-radiation reflective glass}
근년에, 더욱 낮은 부하에서 공기 조절될 수 있도록 하고 태양 직사광으로 인한 뜨거움이 덜 느껴질 수 있도록 하기 위하여, 가시광선 투과율이 낮은 열복사 반사 유리가 자동차 및 건축물용 유리로 사용되고 있다. 또한 이러한 열복사 반사 유리는 프라이버시의 보호 관점에서 사용할 때에도 값어치가 있다. 통상적으로 이러한 필요성을 만족시킬 수 있는 열복사 반사 유리는 질소화티타늄 또는 은과 같은 고전도성 물질을 유리 표면상에 진공 증착 또는 스퍼터링하여 막을 형성하는 방법에 따라 얻어진다. 또한, 코발트, 철, 크롬, 또는 니켈을 함유하는 산화물막을 열분해에 의하여 유리판상에 형성하는 방법이 이용될 수도 있다.
그러나, 상기의 막 형성 방법들중에서, 질소화티타늄 또는 은과 같은 고전도성 물질을 진공 증착 또는 스퍼터링하여 막을 형성하는 방법은 제조 코스트가 높다는 문제점이 있다. 열분해에 의해 유리판상에 산화물막을 형성하는 방법은 작업이 단순하고 제조 코스트가 낮을 수 있다는 이점이 있지만, 막이 형성되어 있는 상기 유리는 템퍼링 처리되는 때, 산화물막의 조성에 따라, 투과율이 크게 변화될 수 있거나, 상기 막의 내약품성이 저하될 수 있거나, 또는 상기 막이 혼탁해 질 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 자동차 및 건축물용 열복사 반사 유리(heat-radiation reflective glass)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열복사 반사 유리의 단면도이다.
도 2 및 3은 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열복사 반사 유리의 단면도이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 템퍼링 처리되는 때에도 투과율과 같은 막 성질들의 변화가 발생하지 않고 낮은 코스트로 제조될 수 있는 열복사 반사 유리를 제공함에 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따라, 상기 열복사 반사 유리는 유리판과 상기 유리판상에 형성된 막을 포함하며;
상기 막은, 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 65 중량% 내지 96중량%의 코발트, 2 중량% 내지 25 중량%의 크롬 및 2 중량% 내지 33 중량%의 철을 포함하는 조성 및 10 nm 내지 70 nm의 두께를 가진다.
상기 코발트의 함량은 90중량%이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 철 및 크롬은 하기의 조건(1) 내지 (3)중 하나 이상의 조건을 만족시키는 중량%로 함유되는 것이 바람직하다:
(1): 철 10중량% 이하;
(2): 크롬: 8중량% 이하; 및
(3): 크롬: 18중량% 이상.
본 발명의 제 2 실시예에 따라, 상기 열복사 반사 유리는 유리판 및 상기 유리판상에 형성된 막을 포함하며;
상기 막은, 상기 유리판과 접촉하는 측의 부분에서는, 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로, 하기의 조건(4)에서 나타낸 범위의 중량%로 코발트, 크롬 및 철을 포함하는 조성을 가지며, 최외부측에서는, 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 하기의 조건(5) 및 (6)중 하나 이상의 조건을 만족시키는 범위의 중량%로 코발트, 크롬 및 철을 포함하는 조성을 가지며, 또 상기 막은 10nm 내지 70 nm의 층 두께를 가진다:
(4): 코발트 65% 내지 96%;
크롬 2% 내지 25%, 및
철 2% 내지 33%.
(5): 코발트 2% 내지 96%;
크롬 2% 내지 8% 또는 18% 내지 96%; 및
철 2% 내지 96%.
(6): 코발트 2% 내지 96%;
크롬 2% 내지 96%; 및
철 2% 내지 10%.
상기 유리판과 접촉하는 측의 부분에서 상기 코발트의 함량은 상기 부분의 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 90중량% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 막은 상기 유리판과 접촉하는 부분과 최외측의 부분으로 이루어진 이중층 구조를 가지는 것이 바람직한데, 상기 최외측 부분은 상기 유리판과의 접촉 부분위에 놓여진다.
본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 열복사 반사 유리에 있어서, 투과율과 같은 상기 막 특성은, 상기 유리판의 일그러짐점(distortion point)이상 내지 연화점이하의 온도에서의 가열에 의해 상기 유리판이 템퍼링 처리되는 때에도 매우 작은 영향을 받는다.
본 발명에 따른 열복사 반사 유리의 바람직한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 아래에 설명된다.
도 1에 도시된 바와같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열복사 반사 유리는 유리판(1)과 상기 유리판상에 형성된 막(2)을 포함한다. 상기 막은 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 65 내지 96중량%의 코발트, 2 내지 25중량%의 크롬 및 2 내지 33중량%의 철을 포함하는 조성을 가진다. 또한 상기 막은 10nm 내지 70nm의 층 두께를 가진다. 도 1은 상기 유리판의 한쪽 면에 막이 형성되는 경우를 도시하고 있다. 그러나, 상기 막은 상기 유리판의 양쪽 면에 형성될 수도 있다.
본 발명에 따른 막은 스퍼터링 및 진공 증착과 같은 여러가지의 방법에 따라 형성될 수 있다. 철, 코발트 및 크롬화합물을 열분해 산화 반응시켜서, 가열된 유리판의 표면상에 코발트, 크롬 및 철의 산화물막을 형성하는 방법이 가장 쉽게 이용가능하고 바람직한 것이다.
이러한 열분해 산화 반응을 이용하는 막 형성 방법으로는, 금속 화합물 용액을 유리판상에 코팅한 다음, 형성되는 코팅을 베이킹하는 방법, 금속 화합물의 증기를 고온으로 가열된 유리판상에 공급하고 산화 반응에 의해 막을 형성하는 화학 증착(CVD) 방법, 금속 화합물의 분말을 고온으로 가열된 유리판상에 분무하는 분말법, 및 금속 화합물을 유기 용매 또는 물에 용해 또는 분산시켜서 제조한 분무 용액을 부유(floating)에 의해 미소한 소적의 형태로 유리판상에 분무하는 분무법등이 있다. 따라서, 상기 유리판을 세척 및 가열할 필요가 없으므로 제조 코스트를 감소시킬 수 있다.
상기 분무법에 의해 막을 형성하는 경우에 사용되는 금속 화합물로서는, 코발트, 크롬 및 철의 금속 화합물이 사용되고, 상기 금속 화합물은 분무 용액이 제조되도록 용매에 용해된다.
사용가능한 코발트 화합물의 예로는 디프로피오닐메탄코발트, 아세틸아세토네이토코발트(이가 염 또는 삼가 염이 이용가능함), 아세트산코발트, 염화코발트, 벤조산코발트, 붕산코발트, 브롬화코발트, 질산코발트, 플루오르화코발트, 요오드화코발트, 옥살산코발트, 인산코발트, 아인산코발트, 스테아르산코발트, 및 황산코발트가 있다.
사용가능한 크롬 화합물의 예로는 아세틸아세토네이토크롬, 아세트산제2크롬, 염화제1크롬, 포름산제2크롬, 플루오르화제2크롬, 황산크롬암모늄, 수산화제2크롬, 질산제2크롬, 인산제2크롬, 황산크롬칼륨, 및 황산제2크롬이 있다.
사용가능한 철 화합물로는 아세틸아세토네이토아이언, 염화제1철, 염화제2철, 시트르산제2철, 옥살산제2철암모늄, 황산제2철암모늄, 플루오르화붕산철, 플루오르화제2철, 플루오르화규산철, 락트산제2철, 질산제2철, 옥살산제1철, 인산제1철, 인산제2철, 황산제1철, 황산제2철, 및 타르타르산제1철이 있다.
상기 금속 화합물을 용해시키기 위한 용매로는 방향족 화합물, 에스테르, 케톤, 알콜 및 에테르와 같은 유기 용매가 있다. 톨루엔을 사용하는 것이 바람직하다.
사용되는 유리판에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 통상적인 무색 소다 석회 실리카 유리를 사용할 수 있다. 또한 유색 소다 석회 유리를 사용하여, 가시 광선을 투과 또는 반사하는 색조를 조절하고 또 상업성을 효과적으로 개선할 수도 있다. 특히, 자동차 유리로 사용되는 경우, 그린색 외관을 갖는 유색 소다 석회 실리카 유리는 더욱 미적인 외관을 가질 수 있다.
가시 광선 투과율을 감소시키거나 또는 색조를 정교하게 조절하기 위하여, 니켈, 규소, 알루미늄, 안티몬, 티타늄, 아연, 납, 주석, 구리, 인듐, 비스무드, 바나듐, 망간, 지르코늄등 중 어떤 것이 본 발명의 목적을 해치지 않는 한에서 적절한 양으로 막에 함유될 수 있다.
본 발명에 따른 열복사 반사 유리가 상기 분무법에 의해 제조되는 경우, 분무 용액에서 금속 화합물의 바람직한 함량은 사용되는 장치에 따라 실험적으로 미리 결정되어야 한다. 이러한 함량의 최적의 범위는 분무시의 유리판 온도, 용액을 분무하기위해 사용되는 노즐, 배기 매커니즘, 막 형성 속도등에 좌우된다. 더욱 구체적으로, 분무 용액에서 금속 화합물의 양이 너무 적은 경우, 충분한 막 형성 속도가 얻어질 수 없다. 다른 한편으로 너무 많은 경우에는 양호한 층 두께 분포가 얻어질 수 없다.
상기 분무 용액중의 금속 화합물들은 막의 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 65 내지 96중량%의 코발트, 2 내지 25중량%의 크롬 및 2 내지 33중량%의 철이 최종 막에 함유되도록 혼합될 수 있다.
코발트가, 형성되는 막의 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 65중량% 미만이거나 또는 크롬이 25중량% 이상인 경우, 상기 막은 상기 유리판을 가열에 의해 템퍼링 처리한 경우 가시 광선 투과율이 너무 커지거또는 내알칼리성이 불충분해 질 수 있다. 이것은 템퍼링 온도에서 열에너지로 인해 유리에 함유된 알칼리 성분인 나트륨이 막에 함유된 크롬과 반응응하고, 동시에 코발트의 상태가 변화하기 때문인 것으로 생각된다. 더욱 구체적으로, 코발트의 상태가 변화함으로써 가시 광선 투과율이 변화하고, 생성되는 크롬산나트륨으로 인해 내알칼리성이 저하되는 것으로 생각된다. 따라서, 코발트는 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 65중량%이상의 함량으로 존재하여야 하고 크롬은 25중량% 이하의 함량으로 존재하여야 한다.
상기 막에 내산성을 주기 위하여, 크롬은 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 2중량% 이상의 함량으로 존재하여야 하고 또한 철은 2 내지 33중량%의 함량으로 존재하여야 한다.
코발트의 함량이 단위면적당 전체 금속 중량을 기준으로 90중량% 이상, 특히 96중량% 이상인 경우, 상기 산화물막은 상기 유리판이 가열에 의해 템퍼링 처리되는 때 상기 산화물막에 함유된 코발트 때문에 상기 산화물막이 혼탁해 질 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 미적 외관이 손상될 수 있다. 따라서, 코발트의 함량은 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 96중량% 이하, 바람직하게는 90중량% 이하여야 한다.
가시 광선 투과율의 변화를 작게 하고 내알칼리성을 양호하게 유지하기 위하여, 코발트의 함량은 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 70중량% 이상인 것이 바람직하고 크롬은 15중량% 이하인 것이 바람직하다.
한편, 막의 내산성의 관점에서, 철의 함량이 단위면적당 전체 금속 중량을 기준으로 10중량% 이상이고 크롬의 함량이 8중량% 이상 내지 18중량% 미만이면 내산성이 불충분해 질 수 있기 때문에 바람직하지 못하다. 일반적으로, 열복사 반사막의 내산성은 기재를 가열에 의해 템퍼링 처리하는 경우에 개선될 수 있다. 그러나, 상기의 범위내에서는 템퍼링후에도 양호한 내산성이 얻어질 수 없다. 따라서, 상기 막이 양호한 내산성을 가져야하는 경우, 하기의 세 개의 조건들중 하나 이상의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다: (1)단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 10중량% 이하의 철, (2)8 중량% 이하의 크롬, 및(3)18중량% 이상의 크롬.
상기 막은 10nm이상의 층 두께를 가지는데, 이는 층 두께가 상기 두께보다 더 작아지는 경우에는 열복사 반사 유리로서 요구되는 충분한 기능이 유지될 수 없기 때문이다. 한편, 상기 막은 70nm이하의 층 두께로 형성되는데, 이는 층 두께가 상기 두께보다 커지는 경우에는 반사 간섭색이 막에 영향을 미침으로써 바람직하지 못한 외관이 얻어질 수 있기 때문이다.
이하, 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다.
도 2에서 도시된 바와같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열복사 반사 유리는 유리판(1) 및 상기 유리판상에 형성된 막(2)를 포함한다. 상기 막(2)은 상기 유리판(1)과 접촉하는 측의 부분(3)에서는, 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로, 하기의 조건(a)에서 나타낸 범위의 중량%로 코발트, 크롬 및 철을 포함하는 조성을 가지며, 최외부측의 부분(4)에서는, 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 하기의 조건(b) 및 (c)중 하나 이상의 조건을 만족시키는 범위의 중량%로 코발트, 크롬 및 철을 포함하는 조성을 가지며, 또 상기 막은 10nm 내지 70 nm의 층 두께를 가진다:
(a): 코발트 65% 내지 96%;
크롬 2% 내지 25%, 및
철 2% 내지 33%.
(b): 코발트 2% 내지 96%;
크롬 2% 내지 8% 또는 18% 내지 96%; 및
철 2% 내지 96%.
(c): 코발트 2% 내지 96%;
크롬 2% 내지 96%; 및
철 2% 내지 10%.
도 2는 유리판의 한쪽 면에 막이 형성되어 있는 경우를 도시하고 있다. 그러나, 상기 막은 상기 유리판의 양쪽 면에 형성될 수도 있다.
이러한 제 2 실시예에 따른 막은, 최소한 유리판과 접촉하는 부분(이하, "유리측 부분"이라함) 및 공기와 접촉하는 최외측 부분(이하, "최외측 부분"이라함)을 가지도록 구성된다. 상기 유리측 부분은 유리에 함유되는 알칼리 성분에 대한 양호한 내알칼리성을 가진다. 상기 최외측 부분은 공기중에 함유된 산소에 대한 양호한 내산성을 가진다.
단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로, 코발트와 같은 금속의 중량%는 상기의 유리측 부분 및 최외측 부분과 관련하여 상기에 각각 나타낸 범위를 가질 수 있다. 예를들어, 상기 유리측 부분과 최외측 부분의 사이에 중간 부분이 존재할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 막이 형성되어 있는 유리판이 열복사 반사 유리로서의 기능을 유지하는 한은 상기 중간 부분에 존재하는 금속의 중량%에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 상기 중간 부분에서의 금속은 상기 유리측 부분 또는 최외측 부분과 동일한 중량%를 가질 수 있거나, 또는 한 부분의 중량%에서 다른 부분의 중량%로 연속적으로 변화하는 중량%를 가질 수 있다. 또한, 도 3에서 도시한 바와같이, 상기 막은 유리측 부분(3) 및 최외측 부분(4)로 이루어진 이중층 구조를 갖는 막(2)일 수 있는데, 상기의 최외측 부분(3)은 어떤 중간 부분도 없이 상기 유리측 부분(3)상에 놓여지게 형성되어있다.
상기 제 2 실시예에 따른 막은 상기 제 1 실시예에서 언급한 것과 동일한 이유때문에 10nm 내지 70nm의 층 두께로 형성된다. 상기 막이 양호한 내알칼리성 및 내산성을 나타내도록 하기 위하여, 상기 유리측 부분 및 최외측 부분은 각각, 5nm이상의 두께를 가지는 것이 바람직하고, 10nm이상의 두께를 가지는 것이 더 바람직하다.
이러한 제 2 실시예에 있어서, 상이한 굴절율 및 색조를 갖는 유리측 부분과 최외측 부분의 결합에 의하여 전체 막에서 가시 광선 투과율이 감소될 수 있거나 또는 색조가 조절될 수 있다. 상기 막의 내약품성을 개선하기 위한 요건을 만족시키면서, 상기 막에서 각각의 금속에 대한 조성 범위는 광범위할 수 있다. 따라서, 상기 막은 색조가 폭넓고 용이하게 조절될 수 있다는 특색이 있다.
상기 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로, 상기 제 2 실시예에 따른 막은 스퍼터링 또는 진공 증착에 의해 형성될 수 있지만, 코발트, 크롬 및 철의 화합물을 열분해 산화 반응시켜서, 가열된 유리판의 표면에 코발트, 크롬 및 철의 산화물 막을 형성하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 열분해 산화 반응을 이용하는 막 형성 방법으로서, 상기의 제 1 실시예에서와 동일한 여러가지의 방법이 사용될 수 있는데, 분무법이 바람직하다. 이러한 분무법에 따라 제 2 실시예의 막을 형성하기 위하여는, 예를들어, 우선 유리측 부분을 제공하기 위한 분무 용액을 가열된 유리판상에 분무하여 유리측 부분을 형성한 다음, 최외측 부분을 형성하기위한 분무 용액을 상기 유리측 부분위에 더 분무하여 최외측 부분을 형성한다. 상기 유리측 부분과 최외측 부분의 사이에는 중간층이 존재할 수 있다.
금속 화합물로서, 상기 제 1 실시예에서 사용되는 것과 동일한 코발트, 크롬 및 철의 금속 화합물을 사용할 수 있다. 상기 금속 화합물은 상기 개개의 부분을 형성하기 위해 상기 제 1 실시예에서 사용되는 것과 동일한 유기 용매에 용해될 수 있다. 상기 제 1 실시예와 마친가지로, 유리로는 통상적인 무색 소다 석회 실리카 유리 또는 그린색 소다 석회 실리카 유리를 사용할 수 있다. 또한, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, 가시 광선 투과율을 감소시키거나 또는 색조를 정교하게 조절하기 위하여, 니켈등이 상기 막에 함유되도록 상기 물질 용액에 부가될 수 있다. 상기 분무 용액에서 상기 금속 화합물의 바람직한 함량은 상기 제 1 실시예에서와 동일하게, 사용되는 장치에 따라 유리측 부분 및 최외측 부분 마다 실험적으로 미리 결정될 수 있다.
상기 유리측 부분을 형성하기 위한 분무 용액에서 각각의 화합물의 농도는 상기 부분의 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 65 내지 96중량%의 코발트, 2 내지 25중량%의 크롬 및 2 내지 33중량%의 철이 상기 유리측 부분내에 함유되도록 혼합된다. 상기 코발트의 함량은 90중량% 이하인 것이 바람직하다. 또한 코발트의 함량은 70중량% 이상이고, 크롬의 함량은 15중량% 이하인 것이 바람직하다. 이러한 중량% 범위는 상기 제 1 실시예의 경우에서와 같이 막에 내알칼리성을 부여하기 위해 한정되는 것이다.
상기 최외측 부분을 형성하기 위한 분무 용액에서 금속 화합물의 함량에 있어서, 내산성을 부여하기 위하여, 상기 개개의 금속 화합물은 상기 최외측 부분의 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 2 내지 96중량%의 코발트, 2 내지 8중량% 또는 18 내지 96중량%의 크롬 및 2 내지 96중량%의 철이 상기 최외측 부분에 함유되거나, 또는 2 내지 96중량%의 코발트, 2 내지 96중량%의 크롬 및 2 내지 10중량%의 철이 상기 최외측 부분에 함유되도록 혼합된다. 가시 광선 투과율의 관점에서, 상기 코발트, 크롬 및 철은 각각 2 내지 96중량%의 범위를 가질 수 있다. 그러나, 상기 제 1 실시예에서 언급한 바와같이, 막의 내산성을 위하여, 철은 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 10 중량% 이하이거나 또는 크롬은 8중량% 이하 및 18중량% 이상이어야 한다. 막이 혼탁해 지는 것을 방지하기 위하여, 상기 코발트의 함량은 90중량% 이하인 것이 바람직하다.
상술한 바와같이, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 열복사 반사 유리는 가열에 의한 템퍼링 처리시에도 가시 광선 투과율, 내알칼리성, 및 내산성과 같은 막 성질에 대한 손상이 발생하지 않는다. 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 상기 금속들의 중량%가 상기의 범위내에 들도록 하는 방식으로 막 성분으로서 코발트, 크롬 및 철의 산화물을 가지는 막을 상기 유리판상에 형성하고, 상기 막이 형성되어있는 유리를 상기 유리판의 일그러짐점이상의 온도 및 연화점이하의 온도에서 가열에 의해 템퍼링 처리함으로써, 열처리된 열복사 반사 유리를 제조할 수 있다. 본 발명의 열복사 반사 유리는 양호한 막 성질을 가지며 자동차 및 건축물용으로 사용하기에 적합하다.
이러한 열복사 반사 유리의 대표적인 예는 편평하거나 또는 구부러진 템퍼링처리된 유리이고, 또 이것은 임의적으로, 두 개이상의 유리판들이 PVB(폴리비닐 부티랄)과 같은 플라스틱에 의해 일제히 맞대어져 부착되어있는 구조를 가질 수 있다.
예
이하 본 발명을 하기의 예들에 의해 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이러한 예들로 제한되는 것은 아니다.
예 1
150 x 150mm의 크기 및 3.4mm의 두께를 가지며 또 그린색을 갖는 소다 석회 실리카 유리를 세척 및 건조하여, 기재로서 사용되도록 하였다. 이러한 유리판을 헹거(hanger)를 이용하여 고정시키고, 650℃의 온도로 설정되는 전기로에서 5분간 유지했다. 다음에, 상기 유리판을 꺼내고, 12.5g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가:3), 0.62g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 1.83g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 제조한 분무 용액을, 약 10초의 분무 시간, 3.0kg/cm2의 공기압, 90 리터/분의 공기 유속 및 20ml/분의 분무 속도의 조건하에서 상업적으로 입수가능한 분무건을 이용하여 상기 유리판상에 분무하여 열복사 반사 유리를 제조하였다.
이렇게 얻어진 열복사 반사 유리의 가시 광선 투과율 및 태양광 투과율을 조사하고, 상기 막의 단위 면적당 중량을 기준으로 코발트, 크롬 및 철의 중량%를 고주파 플라즈마 방출 현미경 분석에 의해 측정하였다. 얻어지는 결과는 표 1에서 보여진다.
다음에, 상기 열복사 반사 유리를 650℃의 온도에서 가열에 의해 템퍼링 처리하였다. 그런다음, 상기 템퍼링처리된 열복사 반사 유리의 가시 광선 투과율을 측정하여 열처리 전후의 어떠한 변화를 검사하였다. 동시에, 템퍼링에 따라 상기 막이 혼탁해 졌는지를 확인하기 위하여 상기 막의 외관을 검사했다. 얻어지는 결과는 표 1에서 보여진다.
표 1
층 두께 중량% 가시광선 투과율 태양광투과율 외관
Co Cr Fe 템퍼링전 템퍼링후 변화
(nm) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%)
실시예:
1 50 81 15 4 32.8 33.0 0.2 31.3 양호
2 60 74 22 4 32.1 33.1 1.0 29.8 양호
3 50 68 22 10 33.2 34.1 0.9 30.2 양호
4 60 84 5 11 29.0 29.7 0.7 28.6 양호
5 60 74 3 23 29.4 30.4 1.0 29.2 양호
6 60 91 5 4 30.2 30.3 0.1 29.1 혼탁
7 50 78 9 13 32.2 33.0 0.8 30.3 양호
8 50 67 14 19 31.5 32.8 1.3 30.5 양호
9 50 73 13 14 32.1 32.5 0.4 30.8 양호
비교예
1 50 68 29 3 33.2 36.5 3.3 30.2 양호
1 50 53 44 3 40.6 45.5 4.9 35.7 양호
또한 상기와 동일한 두 장의 열복사 반사 유리를 제조하여, 각각 상기와 동일한 방식으로 가열에 의해 템퍼링처리한 다음, 40℃의 온도에서 24시간동안 1N 수산화나트륨 수용액 및 1N 황산수용액에 각각 담구어서, 내산성 및 내알칼리성을 테스트했다. 그런다음, 막이 얼마나 열화되었는지를 관측하여 표 2에서 보여지는 결과를 얻었다. 이러한 테스트에 있어서, 열화가 거의 관찰되지 않는 경우를 "A"로 평가하고, 열화가 약간 관찰되는 경우를 "B"로 평가하고, 열화가 또렷히 관찰되는 경우를 "C"로 평가한다.
표 2
내알칼리성 내산성
예 :
1 A A
2 A A
3 A A
4 A A
5 A A
6 A A
7 A B
8 A B
9 A B
비교예
1 C A
2 C A
예 2
11.24g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 0.64g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 3.13g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 분무 용액을 제조한 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 방법에 따라 열복사 반사 유리를 제조했다. 마찬가지로, 얻어지는 유리를 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다.
결과는 표 1 및 2에서 나타나있다.
예 3
11.18g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 1.28g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 2.53g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 분무 용액을 제조한 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 방법에 따라 열복사 반사 유리를 제조했다. 마찬가지로, 얻어지는 유리를 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다.
결과는 표 1 및 2에서 나타나있다.
예 4
12.50g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 1.95g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 0.55g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 분무 용액을 제조한 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 방법에 따라 열복사 반사 유리를 제조했다. 마찬가지로, 얻어지는 유리를 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다.
결과는 표 1 및 2에서 나타나있다.
예 5
11.18g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 3.33g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 0.49g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 분무 용액을 제조한 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 방법에 따라 열복사 반사 유리를 제조했다. 마찬가지로, 얻어지는 유리를 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다.
결과는 표 1 및 2에서 나타나있다.
예 6
13.79g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 0.61g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 0.60g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 분무 용액을 제조한 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 방법에 따라 열복사 반사 유리를 제조했다. 마찬가지로, 얻어지는 유리를 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다.
결과는 표 1 및 2에서 나타나있다.
예 7
11.85g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 1.27g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 1.88g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 분무 용액을 제조한 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 방법에 따라 열복사 반사 유리를 제조했다. 마찬가지로, 얻어지는 유리를 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다.
결과는 표 1 및 2에서 나타나있다.
예 8
11.17g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 2.56g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 1.27g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 분무 용액을 제조한 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 방법에 따라 열복사 반사 유리를 제조했다. 마찬가지로, 얻어지는 유리를 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다.
결과는 표 1 및 2에서 나타나있다.
예 9
11.18g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 1.96g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 1.90g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 분무 용액을 제조한 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 방법에 따라 열복사 반사 유리를 제조했다. 마찬가지로, 얻어지는 유리를 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다.
결과는 표 1 및 2에서 나타나있다.
비교예 1
9.86g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 0.65g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 4.49g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 분무 용액을 제조한 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 방법에 따라 열복사 반사 유리를 제조했다. 마찬가지로, 얻어지는 유리를 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다.
결과는 표 1 및 2에서 나타나있다.
비교예 2
8.42g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 0.67g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 5.91g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 분무 용액을 제조한 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 방법에 따라 열복사 반사 유리를 제조했다. 마찬가지로, 얻어지는 유리를 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다.
결과는 표 1 및 2에서 나타나있다.
표 1 및 2로부터 알 수 있는 바와같이, 가열에 의한 템퍼링 처리시에도 가시 광선 투과율의 변화를 덜 일으키고 우수한 내알칼리성의 막을 가지는 열복사 반사 유리가 예 1 내지 9에서 얻어진다. 구체적으로 말해서, 예 1 내지 9의 열복사 반사 유리에 있어서, 템퍼링후 가시 광선 투과율이 템퍼링전의 가시 광선 투과율과 비교하여 3%이내의 수치만큼 증가하고, 템퍼링후의 가시 광선 투과율이 모든 예에서 35%이하이므로, 프라이버시 보호를 위한 양호한 특성이 유지된다. 태양광 투과율이 35%이하이므로, 양호한 열복사 반사성이 유지된다.
다른 한편으로, 도 1에서 도시한 바와같이, 코발트의 함량이 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 65중량% 이하이거나 또는 크롬의 함량이 단위면적당 전체 중량을 기준으로 25중량% 이상인 비교예 1 및 2에 있어서, 막을 형성한 후 상기 유리를 템퍼링 처리하는 경우에 가시 광선 투과율은 크게 증가한다. 또한, 표 2에서 보여지는 바와같이, 비교예 1 및 2는 빈약한 내알칼리성을 나타낸다.
표 1에서 나타낸 바와같이, 코발트 함량이 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 90중량% 이상인 예 6에 있어서, 가시 광선 투과율의 약간의 변화가 관측되지만, 템퍼링으로 인한 혼탁이 막의 외관에서 관측된다. 또한, 표 2에서 나타낸 바와같이, 철의 함량이 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 10중량% 이상이고 크롬의 함량이 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 8중량% 이상 및 18중량% 이하인 예 7 내지 9에 있어서, 얻어지는 제품은 약간 불충분한 내산성을 나타냈다.
예 10
예 1에서 사용된 것과 동일한 기재 유리판을 헹거를 이용하여 고정시키고 650℃로 설정되는 전기로에서 5분간 유지시켰다. 그런다음, 상기 유리판을 꺼내고, 11.18g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가:3), 1.92g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 1.90g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 제조한 분무 용액을, 약 5초의 분무 시간, 3.0kg/cm2의 공기압, 90 리터/분의 공기 유속 및 20ml/분의 분무 속도의 조건하에서 상업적으로 입수가능한 분무건을 이용하여 상기 유리판상에 분무하여, 막의 유리측 부분을 형성하였다. 다음에, 9.80g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가:3), 1.96g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 3.24g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 제조한 분무 용액을 상기와 동일한 조건하에서 상기 유리측 부분상에 분무하여, 최외측 부분을 형성하였다. 이와같이, 열복사 반사 유리를 제조하였다.
그리고나서, 상기 유리를 실시예 1에서와 동일한 방법으로 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다. 얻어지는 결과는 표 3 및 4에서 보여진다. 상기 유리측 부분 및 최외측 부분에 각각 해당하는 막의 각각의 금속의 중량%를 고주파 플라즈마 방출 현미경 분석에 의하여 측정하였다. 유리측 부분 및 최외측 부분 각각에 대한 막의 두께 및 막의 각각의 금속의 중량%가 표 3에서 나타나있다. 전체 막의 가시 광선 투과율, 태양광 투과율 및 외관을 평가했다. 유리측 부분의 층 두께와 최외측 부분의 층 두께의 합은 전체 막의 두께를 나타낸다.
표 3
층 두께 중량% 가시광선 투과율 태양광투과율 외관
Co Cr Fe 템퍼링전 템퍼링후 변화
(nm) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%)
예 10
유리측 부분
25 73 13 14
최외측 부분
25 61 26 13
전체막: 32.6 33.0 0.4 31.0 양호
예 11
유리측 부분
30 84 5 11
최외측 부분
30 84 5 6
전체막 : 32.0 32.3 0.3 30.8 양호
비교예 3
60 61 26 13 31.0 35.0 4.0 30.1 양호
표 4
내알칼리성 내산성
예
10 A A
11 A A
비교예
3 C A
예 11
12.50g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 1.88g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 0.62g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서, 유리측 부분을 형성하기 위한 분무 용액을 제조하고, 13.53g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 0.74g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 0.73g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루에에 용해시켜서, 최외측 부분을 형성하기 위한 분무 용액을 제조한 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 방법에 따라 열복사 반사 유리를 제조했다. 마찬가지로, 얻어지는 유리를 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다.
결과는 표 3 및 4에서 나타나있다.
비교예 3
9.80g의 디프로피오닐메탄코발트(코발트 원자가: 3), 1.96g의 아세틸아세토네이토아이언(철 원자가: 3) 및 3.24g의 아세틸아세토네이토크롬을 100ml의 톨루엔에 용해시켜서 분무 용액을 제조한 것을 제외하고는 예 1에서와 동일한 방법에 따라 열복사 반사 유리를 제조했다. 마찬가지로, 얻어지는 유리를 템퍼링 처리하였다. 또한 동일한 방법으로 평가를 수행했다.
결과는 표 1 및 2에서 나타나있다.
표 3 및 4로부터 알 수 있는 바와같이, 가열에 의한 템퍼링 처리시에도 가시 광선 투과율의 변화를 덜 일으키고 우수한 내알칼리성의 막을 가지는 열복사 반사 유리가 예 10 내지 11에서 얻어진다.
예 10의 막의 유리측 부분은 예 9의 막과 동일한 금속 중량%를 가진다. 표 2에서 보여지는 바와같이, 이러한 금속 중량%를 가지는 막은 약간 불충분한 내산성을 가진다. 비교로, 동일한 실시예 10의 막의 최외측 부분은 비교예 3의 막과 동일한 금속 중량%를 가진다. 표 3및 4로부터 알 수 있는 바와같이, 상기의 금속%를 가지는 막은 불충분한 내알칼리성을 가지므로 가시 광선 투과율이 크게 증가한다. 그러나, 상기의 단점을 갖는 막들의 결합물로 이루어진 막은 양호한 내알칼리성 및 내산성을 가지므로 전체적으로 가시 광선 투과율의 변화가 덜 발생한다.
즉, 불충분한 내산성을 갖는 막이 유리측 부분으로 제공되고 불충분한 내알칼리성을 갖는 막이 최외측 부분으로 제공되는 경우, 상기 개개의 막의 단점들을 상쇄하여 전체적으로 양호한 특성을 갖는 막을 제공하는 것이 가능해 진다.
상술한 바와같이, 가열에 의한 템퍼링 처리시에도 가시 광선 투과율의 변화를 덜 일으키고 우수한 내알칼리성의 막을 가지는 열복사 반사 유리를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 상기 열복사 반사 유리를 사용하면, 통상적인 제품에서 볼 수 없는 우수한 성질들을 갖는 열복사 반사 유리를, 열처리된 유리 제품, 예를들어 템퍼링 처리된 유리, 구부러진 유리, 안전 유리(또는 라미네이트된 유리), 또는 이들중 일부의 것들로 이루어진 유리 제품의 형태로 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 유리판 및 상기 유리판상에 형성되는 막을 포함하는 열복사 반사 유리로서,
    상기 막은 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 65 중량% 내지 96중량%의 코발트, 2 중량% 내지 25 중량%의 크롬 및 2 중량% 내지 33 중량%의 철을 포함하는 조성 및 10 nm 내지 70 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 열복사 반사 유리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 코발트의 함량은 90중량% 이하인 것을 특징으로 하는 열복사 반사 유리.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 철 및 크롬은 하기의 조건(1) 내지 (3)중 최소한 하나의 조건을 만족시키는 중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 열복사 반사 유리.
  4. 유리판 및 상기 유리판상에 형성되는 막을 포함하는 열복사 반사 유리로서,
    상기 막은 상기 유리판과 접촉하는 측의 부분에서는, 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로, 하기의 조건(4)에서 나타낸 범위의 중량%로 코발트, 크롬 및 철을 포함하는 조성을 가지며, 최외부측 부분에서는, 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 하기의 조건(5) 및 (6)중 하나 이상의 조건을 만족시키는 범위의 중량%로 코발트, 크롬 및 철을 포함하는 조성을 가지며, 또 상기 막은 10nm 내지 70 nm의 층 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 열복사 반사 유리:
    (4): 코발트 65% 내지 96%;
    크롬 2% 내지 25%, 및
    철 2% 내지 33%.
    (5): 코발트 2% 내지 96%;
    크롬 2% 내지 8% 또는 18% 내지 96%;
    철 2% 내지 96%.
    (6): 코발트 2% 내지 96%;
    크롬 2% 내지 96%; 및
    철 2% 내지 10%.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 유리판과 접촉하는 측의 부분에서 상기 코발트의 함량은 상기 부분의 단위 면적당 전체 금속 중량을 기준으로 90중량% 이하인 것을 특징으로 하는 열복사 반사 유리.
  6. 제 4 항 또는 5 항에 있어서, 상기 막은 상기 유리판과 접촉하는 부분과 최외측의 부분으로 이루어진 이중층 구조를 가지며, 상기 최외측 부분은 상기 유리판과의 접촉 부분위에 놓여지는 것을 특징으로 하는 열복사 반사 유리.
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