KR20010031807A - 유리 패널 - Google Patents

Abstract

공기층(K)과 진공층(S)을 병설하는 동시에 옥외 공간과 옥내 공간을 구획하기 위해 적어도 3매의 판유리(G)로 구성되는 유리 패널에 있어서, 판유리(G) 중 옥외 공간에 접하는 옥외측 판유리 및 옥내 공간에 접하는 옥내측 판유리 중 적어도 어느 한쪽이 진공층(S)에 접하며 또한 진공층(S)에 접하는 면에 저방사율막층(M)을 가진다.

Description

유리 패널{GLASS PANEL}

종래 이 종류의 유리 패널로는 예를 들면 3매의 판유리로 구성되며 중앙의 판유리와 한쪽 판유리 사이를 진공층으로 형성하고 중앙의 판유리와 다른 쪽 판유리 사이를 공기층으로 형성하여 낮은 열 관통률을 가지도록 구성한 것이 있다.

상기 종래의 유리 패널에서는 상기 공기층과 상기 진공층의 작용에 의해 열 관통률이 낮고 단열 성능이 우수한 유리 패널을 얻을 수 있다.

단, 이 종래의 유리 패널은 일반적으로 유리의 방사율(放射率)이 높기 때문에, 예를 들면 상기 유리 패널을 일반 건물의 창유리로 사용한 경우에는 동절기에 옥내 공간의 온열(溫熱)이 적외선 형태로 3매의 유리 사이를 따라 전달되어 옥외 공간으로 방산(放散)된다는 문제가 발생하고 있었다.

그리고 여기에서 방사율이란, 열선(熱線)을 받아 고온화된 판유리로부터 다시 열이 외부로 방산되는 경우에, 판유리에 조사(照射)된 전체 열량 중 이 판유리로부터 다시 방산되는 열량의 비를 말한다.

본 발명의 목적은 상기 종래의 문제점을 해소하여 높은 단열성을 가지는 동시에 적외선 등의 열선을 차폐(遮蔽)할 수 있는 유리 패널을 제공함에 있다.

본 발명은 공기층과 진공층을 병설하는 동시에 옥외(屋外) 공간과 옥내(屋內) 공간을 구획하기 위해 적어도 3매의 판유리로 구성되는 유리 패널에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 유리 패널의 개요를 도시한 설명도.

도 2는 본 발명에 의한 유리 패널의 효과를 나타내기 위한 설명도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 유리 패널의 개요를 도시한 설명도.

도 4는 본 발명에 의한 유리 패널의 온도 상승 시험 결과에 관한 설명도.

도 5는 본 발명에 의한 유리 패널의 온도 상승 시험 결과에 관한 설명도.

도 6은 본 발명에 의한 유리 패널의 온도 상승 시험 결과에 관한 설명도.

도 7은 본 발명에 의한 유리 패널의 온도 상승 시험 결과에 관한 설명도.

본 발명의 복층 유리 패널은 청구항 1에 기재된 바와 같이, 판유리(G) 중 옥외 공간에 접하는 옥외측 판유리 및 옥내 공간에 접하는 옥내측 판유리 중 적어도 어느 한쪽이 진공층(S)에 접하며 또한 상기 진공층(S)에 접하는 면에 저방사율막층(低放射率膜層)(M)을 가지는 점에 특징이 있다.

본 발명과 같이 옥외측 판유리 및 옥내측 판유리 중 적어도 어느 한쪽의 판유리가 진공층에 접하며 또한 상기 진공층에 접하는 면에 저방사율막층을 가지도록 구성되어 있으면, 이 저방사율막층에 의해 적외선을 반사시킬 수 있어 공기층과 진공층이 가지는 단열 효과에 더하여, 난방되어 있는 옥내 공간으로부터 옥외 공간으로 적외선이 방산되는 것을 억제할 수 있으므로 상기 단열 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 유리 패널에서는 판유리 자체가 고온화되는 것을 방지하는 기능을 가진다. 즉, 상기 저방사율막층은 원적외선을 양호하게 반사하지만 저방사율막층을 가지지 않는 판유리에 비해 근적외선을 흡수하기 쉽다는 특성을 가진다. 따라서, 상기 저방사율막층을 형성한 판유리는 저방사율막층을 형성하지 않은 판유리에 비해 일사(日射)를 받을 때 고온이 되기 쉽다.

만일 저방사율막층을 구비한 판유리가 유리 패널의 중앙 판유리를 구성하고 있는 경우에는, 일사에 의해 이 판유리가 일단 가열되면 이 판유리 양측의 공간이 단열되어 있기 때문에 어느 공간으로도 열량이 전달되지 않아 이 판유리만 고온으로 된다. 따라서 진공층을 개재하여 서로 대향하고 있는 판유리와의 사이의 온도차가 과도하게 커져 왜곡을 크게 발생시키고 경우에 따라서는 파괴되는 등의 문제가 생기게 된다.

그러나, 본 발명의 유리 패널에서는 저방사율막층이 옥외 공간에 접하는 옥외측 판유리 또는 옥내 공간에 접하는 옥내측 판유리에 형성되므로, 저방사율막층을 형성한 판유리의 온도가 상승하려고 해도 이 판유리가 가지는 열은 옥외 공간 또는 옥내 공간의 공기 중으로 용이하게 방산되어 상기와 같은 문제가 생기는 것을 방지할 수 있다.

그리고 본 발명에서는 옥외측 판유리 및 옥내측 판유리 중 적어도 어느 한쪽의 판유리가 진공층에 접하며 또한 저방사율막층을 가지고 있으면 된다. 즉 어느 한쪽의 판유리가 본 구성을 가지고 있는 것이면 다른 쪽 판유리의 구성은 임의로 정할 수 있다. 예를 들면 이 다른 쪽 판유리에 대해서는 저방사율막층을 가지는지의 여부, 또는 만일 저방사율막층을 가지고 있는 경우에 당해 저방사율막층이 진공층에 접해 있는지 공기층에 접해 있는지는 임의로 정할 수 있다.

또 본 발명의 유리 패널에서는 청구항 2에 기재된 바와 같이, 불소를 혼입시킨 산화 주석을 주성분으로 하는 박막에 의해 상기 저방사율막층(M)을 형성할 수 있다.

상기 저방사율막층은 예를 들면 500∼700℃로 가열한 판유리의 표면에 4염화 주석(SnCl₄) 또는 디메틸 주석 디클로라이드((CH₃)₂SnCl₂) 등의 주석 유기 화합물을 기화시킨 것을 질소 가스 등의 반송(搬送) 가스에 의해 블로잉하여 얻을 수 있고, 이때 불소를 막에 첨가하면 방사율을 더욱 저하시킬 수 있다.

상기 방법에 의해 예를 들면 0.2∼1.0㎛(2000∼10000Å) 정도의 막 두께를 가지고 투명하며 또한 도전성(導電性)을 나타내는 불소 함유 산화 주석막을 얻을 수 있다. 이 경우, 막 속의 전도(傳導) 전자가 적외선을 반사하는 기능을 가지고 방사율이 대략 0.20∼0.15 정도가 되어 단열성이 우수한 유리 패널을 형성할 수 있다.

또 본 발명의 유리 패널에서는 청구항 3에 기재된 바와 같이, 투명 유전체층으로 은층(銀層)을 사이에 끼워 구성한 복합층을 적어도 1세트 가지는 박막에 의해 상기 저방사율막층(M)을 형성할 수 있다.

이와 같이 투명 유전체층으로 은층을 사이에 끼워 구성한 적어도 1세트의 복합층에 의해 저방사율막층을 구성함으로써, 예를 들면 일사 중의 적외선을 이 박막이 양호하게 반사하여 옥내 공간으로의 적외선의 투과량을 낮게 억제할 수 있다.

은은 도전성을 가지기 때문에 적외선도 양호하게 반사하지만 그대로는 가시광선의 반사율이 높아 창에 필요 불가결한 투명성을 얻을 수 없다. 따라서 은층을 양측으로부터 TiO₂, ZnO, SnO₂등의 투명 유전체층으로 사이에 끼워 은층 양측으로부터의 가시광 반사를 억제하면, 투명하고 또한 적외선을 반사하는 다층막을 얻을 수 있다. 이와 같이 하여 얻은 저방사율막층(M)의 방사율은 대략 0.10∼0.05이고 우수한 단열 성능을 발휘한다.

또 이와 같은 복합층을 2층 이상 적층함으로써 저방사율막층(M)의 방사율은 더욱 저감된다. 예를 들면 상기 복합층을 2세트 적층한 경우의 방사율은 약 0.02∼0.05가 되므로 복합층을 한층만 설치하는 경우에 비해 더욱 우수한 단열 효과를 가지는 저방사율막층(M)을 얻을 수 있다.

그리고 전술한 바와 같이 도면과의 대조를 편리하게 하기 위해 부호를 기입하였지만 이로 인해 본 발명이 첨부 도면의 구성에 한정되는 것은 아니다.

이하에 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다. 그리고 도면에서 종래의 예와 동일한 부호로 표시한 부분은 동일하거나 또는 그에 상당하는 부분을 나타내고 있다.

(개요)

도 1에는 본 발명에 의한 유리 패널의 구조를 도시한다.

이 유리 패널은 예를 들면 옥외 공간과 옥내 공간 사이를 구획하는 창유리로 사용한다. 이 유리 패널은 예를 들면 3매의 판유리(G)로 구성하며 이들 판유리(G)에 의해 공기층(K)과 진공층(S)이 형성되어 있는 동시에 판유리(G) 표면에 저방사율막층(M)을 형성해 둠으로써 양호한 단열 효과를 발휘시키는 것이다.

(유리 패널의 구성)

도 1에 도시한 바와 같이, 이 유리 패널을 구성하는 3매의 판유리(G)를 옥외 공간 측에 위치하는 것부터 순서대로 제1 판유리(G1), 제2 판유리(G2), 제3 판유리(G3)라고 한다. 즉 본 실시예에서는 후술하는 특허청구범위에 기재된 옥외측 판유리가 제1 판유리(G1)이고 옥내측 판유리가 제3 판유리(G3)이다.

이들 판유리(G1∼G3)의 두께는 자유롭게 선택할 수 있지만, 일반적으로는 예를 들면 3mm 정도의 두께를 가지는 것을 사용하는 경우가 많다.

본 실시예에서는 제1 판유리(G1)와 제2 판유리(G2) 사이에 공기층(K)이 형성되고 제2 판유리(G2)와 제3 판유리(G3) 사이에 진공층(S)이 형성되어 있다. 상기 공기층(K)은 제1 판유리(G1)의 주연부(E)와 제2 판유리(G2)의 주연부(E) 사이에 시일(seal) 부재(P1)를 설치하는 동시에 내부에 건조제를 충전함으로써 건조 공기를 밀봉한 구조로 되어 있다. 이 공기층(K)을 형성함으로써 단열성, 차음성(遮音性) 등을 높일 수 있다.

상기 진공층(S)은 제2 판유리(G2)와 제3 판유리(G3)에 의해 사이에 낀 공간의 압력을 10^－2Torr 이하로 설정하여 형성되어 있다. 이와 같은 진공층(S)은 매우 우수한 단열 효과 및 차음 효과를 발휘한다. 또한 상기 공기층(K)에 비해 좁은 폭의 공간을 형성해 두는 것만으로도 충분하여 전체적으로 유리 패널의 두께를 얇게 할 수 있다.

이와 같은 진공층(S)을 형성하는데는 예를 들면 제2 판유리(G2)와 제3 판유리(G3) 사이의 기압을 감압 용기 등의 내부에서 저하시켜 두고, 그 상태에서 제2 판유리(G2)의 주연부(E)와 제3 판유리(G3)의 주연부(E)를 저융점 유리(P2) 등에 의해 융착함으로써 행한다.

(저방사율막층)

본 발명의 유리 패널에서는, 옥외 공간 및 옥내 공간 중 어느 한쪽에 접하는 가장 외측의 판유리(G)로서 상기 진공층(S)에 접하고 있는 판유리(G)에 저방사율막층(M)을 형성한다.

이 저방사율막층(M)은 예를 들면 500∼700℃로 가열한 판유리의 표면에 4염화 주석(SnCl₄) 또는 디메틸 주석 디클로라이드((CH₃)₂SnCl₂) 등의 주석 유기 화합물을 기화시킨 것을 질소 가스 등의 반송 가스에 의해 블로잉하여 형성한다. 또 유기 용매에 용해시킨 압축 공기와 함께 주석 유기 화합물을 가압하고 안개 형태로 분무함으로써도 얻을 수 있다. 이때 불소를 막에 첨가하면 방사율을 더욱 저하시킬 수 있다. 이를 위해서는 불소를 함유하며 기화하기 쉬운 화합물인, 예를 들면 불화 수소(HF) 또는 트리플루오로 초산(CF₃COOH) 등의 화합물을 주석 화합물의 증기에 혼입하고 동시에 분무하는 것이다.

이에 따라 얻어지는 불소 함유 산화 주석막의 두께는 0.2∼1.0㎛(2000∼10000Å) 정도가 적당하다. 이때 투명하며 또한 도전성을 나타내는 막이 되어 막 속의 전도 전자에 의해 적외선이 반사됨으로써 판유리의 방사율은 대략 0.20∼0.15 정도가 된다.

상기 저방사율막층(M)은 상기 제3 판유리(G3)의 양면 중, 특히 상기 진공층(S)에 접하는 면, 즉 옥외 공간 또는 옥내 공간에 접하지 않는 쪽의 면에 형성한다. 이러한 구성으로 하는 것은 만일 옥외 공간 또는 옥내 공간에 접하는 쪽의 면에 저방사율막층(M)을 형성한 경우에는, 다른 물체와의 접촉 등에 의해 상기 저방사율막층(M)이 벗겨지거나 판유리(G) 표면의 광택성이 상실되므로 광을 반사하여 경치를 비추는 등의 유리 본래의 특징을 살릴 수 없게 되기 때문이다.

본 발명의 유리 패널에서는, 상기 저방사율막층(M)이 어디까지나 진공층(S)에 접하며 또한 옥외 공간 또는 옥내 공간에 접하고 있는 판유리(G)에 형성하는 것으로, 진공층(S)에 접하고 있어도 옥외 공간 또는 옥내 공간과는 접하지 않는 판유리(G)에 대해서는 형성하지 않는다.

첫째, 상기 저방사율막층(M)을 상기 진공층(S)에 접하는 판유리(G)에 형성하는 이유에 대해 설명하면, 일반적으로 공기층(K)을 개재하는 것보다 진공층(S)을 개재하는 쪽이 열은 전달되기 어려워 저방사율막층(M)에 의해 적외선 전열을 억제하는 효과는 공기층(K)보다 진공층(S) 쪽이 크기 때문이다. 즉 공기층(K)의 열 저항을 Rk, 진공층(S)의 열 저항을 Rs로 하고, 통상의 판유리 사이의 적외선 전열의 용이함(열 컨덕턴스)을 Cn, 저방사율막층(M)을 형성한 판유리 사이의 적외선 열 컨덕턴스를 Ce로 하면 공기층(K)에 저방사율막층(M)이 있는 경우의 열 컨덕턴스(C1)는

C1＝1／(1／(1／Rk＋Ce)＋1／(1／Rs＋Cn))

이고, 한편 진공층(S)에 저방사율막층(M)이 있는 경우의 열 컨덕턴스(C2)는

C2＝1／(1／(1／Rk＋Cn)＋1／(1／Rs＋Ce))

이다.

상세한 설명은 생략하지만, 상기 식 2의 차로부터

C1－C2 ∝ (Ce－Cn)·(Rk－Rs)

가 되어 Rs≫Rk이고 Cn≫Ce이므로 C2＜C1이라고 할 수 있다.

둘째, 저방사율막층(M)을 옥외 공간 또는 옥내 공간에 접하는 판유리(G)에 형성하는 이유에 대해 설명하면, 만일 상기 진공층(S)에 접하는 판유리(G)로서 옥외 공간 또는 옥내 공간과는 접하고 있지 않은 판유리(G)에 대해 저방사율막층(M)을 형성한 경우에는 이하와 같은 문제가 생기기 때문이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제2 판유리(G2)의 양면 중 상기 진공층(S)에 접하는 면에 저방사율막층(M)을 형성한 것으로 한다. 이 경우, 예를 들면 제2 판유리(G2)의 온도가 상승되어 변형량이 커진다는 문제가 발생한다. 이것은 원적외선은 잘 반사하지만 근적외선은 어느 정도 흡수한다는 상기 저방사율막층(M)의 특성에 기인한다. 즉 막 속의 전도 전자는 파장 1∼2㎛ 정도의 근적외선을 흡수하기 쉽다. 이 근적외선은 지상에 조사되는 태양광 에너지의 약 50%를 차지하기 때문에 막이 없는 소다 라임 플로트 유리 등에 비해 일사를 흡수하기 쉬워 일사 시의 온도 상승이 커진다.

이로 인해, 제2 판유리(G2)의 경우는 일단 가열되어 버리면 이미 고온이 되어 있는 공기층(K)에 이 제2 판유리(G2)의 열은 전도되기 어렵고, 반대측의 진공층(S)을 개재하여 제3 판유리(G3)에 전달되는 열량은 더욱 적어진다. 이로 인해, 제2 판유리(G2)만 고온으로 되어 제2 판유리(G2)에 큰 왜곡이 발생하는 경우가 있다. 이 왜곡량은 하절기에 특히 크고 경우에 따라서는 제1 판유리(G1) 또는 제3 판유리(G3)에 대한 왜곡량이 과도하게 커져 공기층(K)을 형성하기 위한 시일 부재(P1)가 파손되거나 제2 판유리(G2) 또는 제3 판유리(G3)에 균열이 생기는 등의 문제가 발생한다.

그러나 도 1에 도시한 바와 같이 진공층(S)에 접하는 제3 판유리(G3)에 저방사율막층(M)을 형성해 두면, 하절기 등에 저방사율막층(M)에 흡수된 근적외선에 의해 제3 판유리(G3)가 가열된다고 해도 그 보유된 열은 옥내 공간에 방출되기 때문에 제3 판유리(G3)의 온도가 그다지 높아지지 않는다. 그리고 제2 판유리(G2)와의 사이에는 진공층(S)이 존재하기 때문에 제2 판유리(G2)가 가열되지 않아 제2 판유리(G2)의 열 팽창이 과도하게 커지지도 않는다.

따라서, 본 구성의 경우에는 옥외 공간으로부터 옥내 공간으로의 열 관통을 낮게 억제할 수 있는 동시에 특별한 문제를 발생시키지 않고 적외선의 입사를 억제할 수 있다.

그리고 동절기의 야간에도 본 발명의 유리 패널은 양호한 적외선 차폐 기능을 발휘한다. 즉 야간에는 옥내의 가구 등으로부터 방사된 원적외선이 제3 판유리(G3) 측으로부터 제1 판유리(G1) 측을 향해 투과하려고 한다. 그러나 이 경우에는 상기 저방사율막층(M)이 옥내 공간에 접하고 있는 제3 판유리(G3)에 형성되어 있기 때문에, 원적외선은 제3 판유리(G3)를 투과할 뿐 다시 옥내 공간 측으로 반사된다. 또 원적외선이 제2 판유리(G2) 등에서 흡수되지도 않아 결과적으로 옥내 공간의 온도 저하를 억제할 수 있다.

상기 실시예에서는 진공층(S)을 옥내 공간측에 형성하는 예를 나타냈지만, 이외에도 도 3에 도시한 바와 같이 옥외 공간에 접하는 제1 판유리(G1)에 진공층(S)을 형성할 수도 있다. 이 경우, 옥내 공간으로부터 옥외 공간으로의 열의 흐름은 도 1에 도시한 예와 동일하다.

(효과)

이상과 같이, 옥외 공간 또는 옥내 공간에 접하는 동시에 진공층(S)에 접하는 판유리(G) 내면에 저방사율막층(M)을 형성한 본 발명의 유리 패널에 의하면, 옥외 공간 및 옥내 공간 사이의 열 관통과 적외선 투과를 최소로 억제하여 양호한 열선 차폐 기능을 발휘하는 동시에, 과열에 의한 파손 등이 잘 발생하지 않는 유리 패널을 제공할 수 있다.

〔실시예〕

본 발명에 의한 저방사율막층(M)은 전술한 바와 같이 가열한 판유리(G) 상에 4염화 주석(SnCl₄), 디메틸 주석 디클로라이드((CH₃)₂SnCl₂) 이외에, 모노메틸 주석 트리클로라이드(CH₃SnCl₃), 모노부틸 주석 트리클로라이드(C₄H₉SnCl₃) 등의 주석 유기 화합물을 증기 또는 안개 형태로 분무함으로써 얻는다. 분무 시에는 예를 들면 불화 수소(HF), 트리플루오로 초산(CF₃COOH), 플론 가스 등의 불소 화합물을 적당하게 혼합시키면 더욱 높은 적외선 반사 기능을 얻을 수 있다. 막 두께는 0.2∼1.0㎛(2000∼10000Å)로 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라서 얻어진 판유리(G)의 방사율은 대략 0.20∼0.15이다.

또 당해 저방사율막층(M)은 스퍼터링(sputtering)에 의해 얻을 수도 있다. 이 경우에는 예를 들면 판유리(G) 표면에 산화 주석, 산화 아연 등의 산화물 막을 제1층으로 형성하고, 다음에 은 및 전술한 것과 동일한 산화물 막을 제2층으로 하여 적층한다. 이 경우에는 상기 제1층을 0.01∼0.05㎛(100∼500Å)로 형성하고, 은층은 0.005∼0.02㎛(50∼200Å)으로, 또 제2층째의 산화물 막은 0.01∼0.05㎛(100∼500Å) 정도로 형성한다. 이와 같이 하여 얻어진 저방사율막층(M)의 방사율은 0.10∼0.05였다.

본 발명의 유리 패널은 전술한 바와 같이 외층을 형성하며 또한 진공층(S)에 접하고 있는 판유리(G)에 저방사율막층(M)을 형성하는 것이지만, 이러한 구성을 채택하는 근거는 이하의 시험 결과에 의해 이해될 것이다.

도 4 내지 도 7에 4염화 주석에 의한 저방사율막층(K)을 형성한 판유리(G)를 사용한 유리 패널의 온도 상승 시험 결과를 도시한다.

도 4 및 도 5는 옥외 공간 측에 공기층(K)을 가지고 옥내 공간 측에 진공층(S)을 가지는 경우의 결과를 도시한다. 도 4는 제2 판유리(G2)의 양면 중 열원(熱源) 측에 상기 저방사율막층(M)을 형성한 경우를 도시하고 도 5는 진공층(S)에 접하는 제3 판유리(G3)의 내측면에 상기 저방사율막층(M)을 형성한 경우를 도시한다. 즉 도 5에 도시한 것은 본 발명에 의한 유리 패널이고 도 4에 도시한 것은 비교를 위한 유리 패널이다.

도 4에 의한 결과와 도 5에 의한 결과를 비교해 보면, 제1 판유리(G1)의 온도 및 제3 판유리(G3)의 온도는 도 4와 도 5 사이에 그다지 차이는 없다. 단, 도 4 및 도 5 어느 경우에나 제1 판유리(G1) 및 제3 판유리(G3)는 일사가 가지는 적외선을 어느 정도 흡수하기 때문에, 각각이 접하는 옥외 공간의 기온 또는 옥내 공간의 기온에 비해 고온으로 된다. 그러나, 제1 판유리(G1) 및 제3 판유리(G3)는 그 자체가 데워지지만 얻은 열량은 옥외 공간 또는 옥내 공간의 공기에 순차로 방열되기 때문에 제1 판유리(G1) 및 제3 판유리(G3)의 온도는 40℃ 정도로 상승하는데 지나지 않는다.

그러나 제2 판유리(G2)의 온도에 대해서는 저방사율막층(M)의 형성 위치에 따라 가열 정도가 크게 다르고, 특히 제2 판유리(G2)에 저방사율막층(M)을 형성한 경우에는 제2 판유리(G2)가 가열되는 정도가 커진다. 이것은 저방사율막층(M)의 특성과 유리 패널의 단열성에 따른 것이다. 즉 저방사율막층(M)은 원적외선에 대해서는 양호하게 반사하지만 근적외선에 대해서는 어느 정도 흡수한다는 특성을 가진다. 이로 인해 저방사율막층(M)을 형성한 판유리(G)가 흡수하는 열량은 저방사율막층(M)을 형성하지 않은 판유리(G)의 흡수 열량보다 많아진다. 그리고 제2 판유리(G2)에 저방사율막층(M)이 형성되어 있는 경우에는 당해 제2 판유리(G2)를 사이에 낀 양측 공간이 건조 단열 공기층(K) 및 진공층(S)이기 때문에 흡수한 열량이 달아날 곳이 없어져 제2 판유리(G2)는 더욱 고온이 된다.

예를 들면 도 4의 경우에는 제2 판유리(G2)의 온도가 49.9℃까지 상승하지만, 도 5의 경우에는 44.4℃까지의 상승에 그치고 있어 저방사율막층(M)을 제3 판유리(G3)에 형성한 경우에는 제2 판유리(G2)의 과열을 억제하는 효과가 양호하게 발휘되고 있다.

이와 같이, 비교예인 도 4의 유리 패널에서는 제2 판유리(G2)의 열 팽창이 제1 판유리(G1) 또는 제3 판유리(G3)의 열 팽창보다 커져 어느 한쪽 판유리(G)가 파손될 우려가 있는 데 비해, 본 발명에 의한 도 5의 유리 패널에서는 그와 같은 파손의 우려는 대폭적으로 감소한다.

그리고, 상기 저방사율막층(M)을 제1 판유리(G1)에 형성한 경우의 결과에 대해서는 기재를 생략하였지만, 그 경우에는 적외선을 흡수하여 제1 판유리(G1)가 얻은 열량의 일부가 공기층(K)을 가열하고, 또 이 공기층(K)에 의해 제2 판유리(G2)가 가열되기 때문에 제2 판유리(G2)는 도 4의 경우와 도 5의 경우의 중간 정도의 온도까지 가열될 것으로 고려된다.

도 6 및 도 7은 옥외 공간 측에 진공층(S)을 가지고 옥내 공간 측에 공기층(K)을 가지는 경우에 의한 결과를 도시한다. 여기에서는 도 7에 도시한 유리 패널이 본 발명에 의한 것이며 도 6에 도시한 유리 패널은 비교예이다.

비교예에 의한 도 6은 제2 판유리(G2)의 양면 중 열원 측에 상기 저방사율막층(M)을 형성한 경우를 도시하고, 본 발명에 의한 도 7은 진공층(S)에 접하는 제1 판유리(G1)의 내측면에 상기 저방사율막층(M)을 형성한 경우를 도시한다.

이 경우에도 도 6에 의한 결과와 도 7에 의한 결과를 비교해 보면, 제1 판유리(G1)의 온도는 도 6과 도 7 사이에 그다지 차이는 볼 수 없다. 단, 도 6의 제3 판유리(G3)의 온도가 도 7에 의한 제3 판유리(G3)의 온도보다 다소 높아져 있지만, 이것은 도 6에는 제2 판유리(G2)에 저방사율막층(M)이 형성되어 있고 제3 판유리(G3)가 접하는 공기층(K)이 보다 고온으로 가열되는 것에 기인한다.

제2 판유리(G2)의 온도는 이 제2 판유리(G2) 자체에 저방사율막층(M)을 형성한 도 6의 경우에 51.5℃까지 상승하지만 도 7의 경우에는 40.2℃까지 상승하는데 그치고 있다. 즉 진공층(S)에 접하는 제1 판유리(G1)에 저방사율막층(M)을 형성한 경우에는 상기 도 4 및 도 5에 의한 경우와 동일하게 제2 판유리(G2)의 온도 상승이 억제되고, 본 발명에 의한 도 7의 유리 패널에서는 판유리(G)가 파손되는 등의 문제가 더욱 감소되는 것을 알 수 있다.

그리고 여기에서도 상기 저방사율막층(M)을 제3 판유리(G3)에 형성한 경우의 결과에 대해서는 기재를 생략하지만, 도 6의 경우와 도 7의 경우의 중간 결과가 얻어질 것으로 고려된다.

이상의 도 4 내지 도 7에 도시한 결과로부터 명확히 나타난 바와 같이, 진공층(S)에 접하는 판유리(G)로서 옥외 공간 또는 옥내 공간에 접하고 있는 판유리(G)의 내면에 저방사율막층(M)을 형성한 도 5 및 도 7에 의한 유리 패널의 경우에는 제2 판유리(G2)의 온도 상승을 양호하게 억제할 수 있어 제2 판유리(G2)가 파손되는 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

〔다른 실시예〕

〈1〉상기 실시예에서는 저방사율막층(M)을 옥내 공간 측에서 진공층(S)에 접하고 있는 제3 판유리(G3)에만 형성하는 예를 도시하였지만, 이에 더하여 옥외 공간에 접하는 제1 판유리(G1)에도 저방사율막층(M)을 형성하는 것으로 할 수도 있다.

이와 같이, 옥내 공간에 접하는 제3 판유리(G3)와, 옥외 공간에 접하는 제1 판유리(G1) 양쪽에 저방사율막층(M)을 형성하는 것으로 하면, 옥내 공간 또는 옥외 공간 중 어느 한쪽이 고온이어도 이 고온인 쪽의 공간에 접하는 판유리(G)에 저방사율막층(M)이 존재하게 된다. 그 결과, 고온 측의 공간으로부터의 적외선을 유리 패널 내부에 진입시키지 않고 반사시킬 수 있어 내부에 존재하는 판유리(G)에 흡수되는 적외선의 양을 감소시킬 수 있다. 그리고 고온 측의 공간에 접하는 판유리에서 반사되지 않고 유리 패널 내부에 진입한 적외선은 반대측 판유리(G)에 형성한 저방사율막층(M)에 의해 다시 투과가 저지된다.

따라서 이 다른 실시예의 유리 패널에 의하면, 옥외 공간과 옥내 공간 사이에서 발생하는 열 관통과 적외선의 투과를 더욱 확실하게 억제할 수 있어 매우 양호한 열선 차폐 기능을 발휘시킬 수 있다.

〈2〉상기 실시예에서는 저방사율막층(M)을 불소를 혼입시킨 산화 주석을 주성분으로 하는 박막으로 형성하는 예를 설명했지만, 이러한 구성에 한정되지 않고 투명 유전체층으로 은층을 사이에 끼워 구성한 복합층을 적어도 1세트 가지는 박막에 의해 상기 저방사율막층(M)을 형성할 수도 있다.

은은 도전성을 가지기 때문에 적외선도 양호하게 반사하지만 그대로는 가시광선의 반사율이 높아 창에 필요 불가결한 투명성을 얻을 수 없다. 따라서 은층을 양측으로부터 TiO₂, ZnO, SnO₂등의 투명 유전체층으로 끼워 은층의 양측으로부터의 가시광 반사를 억제하면 투명하고 또한 적외선을 반사하는 다층막을 얻을 수 있다. 이와 같은 다층막은 각 층의 치밀한 막 두께 관리가 필요하기 때문에 일반적으로는 물리 증착법, 공업적으로는 큰 면적에 처리 가능한 스퍼터링법에 의해 막을 형성하는 것이 일반적이다.

상기 은층이 양호한 투명성을 가지기 위해서는 은층의 막 두께가 중요한 파라미터가 된다. 구체적으로는 상기 은층을 0.005∼0.02㎛(50∼200Å)의 두께로 형성한다.

한편, 상기 은층을 사이에 끼운 양측 투명 유전체층의 막 두께는 굴절률에 따라 최적화하면 되고, 예를 들면 0.01∼0.05㎛(100∼500Å)의 범위로 설정한다.

이와 같이 하여 얻은 저방사율막층(M)의 방사율은 대략 0.10∼0.05이고 이것은 상기 산화 주석 박막이 가지는 방사율보다 우수하다. 단, 은층은 공기 중의 수분 등에 의해 용이하게 응집(凝集) 열화되어 외관 및 방사율이 열화되므로 보관 등에 있어 취급에 주의를 요한다.

상기 저방사율막층(M)은 상기와 같은 복합층을 2층 이상 적층하여 더욱 우수한 특성을 얻는 것도 가능하다. 그 경우, 각각의 복합층을 형성하는 개개의 막의 두께는 복합층을 1층으로만 구성하는 경우에 비해 더욱 엄밀하게 설정할 필요가 있다. 상기 복합층을 2세트 적층한 경우에는 방사율이 약 0.02∼0.05가 되어 단열 성능이 더욱 우수한 저방사율막층(M)을 얻을 수 있다.

단, 은층 중의 전도 전자는 파장이 1∼2㎛ 정도의 근적외선을 약간 흡수한다. 이 근적외선 영역은 지상에 조사되는 태양광 에너지의 약 50%를 차지한다. 그러므로, 저방사율막층(M)을 가지지 않는 소다 라임 플로트 유리 등에 비해 일사를 흡수하기 쉬워 일사 시의 온도 상승이 커진다.

〈3〉상기 공기층(K)에는 통상 건조 공기를 넣고 밀봉하지만 그 외의 것으로 아르곤 또는 크립톤 등의 가스를 넣고 밀봉해 놓을 수도 있다. 이러한 희(希)가스는 상기 공기층(K) 내부에서 대류(對流)되기 어렵기 때문에 2매의 판유리(G) 사이에서의 열 전달을 억제하여 단열 효과를 높일 수 있다.

또 상기 가스를 넣어 밀봉해 두면, 상기 공기층(K) 내부에서 결로(結露)가 발생하는 것을 더욱 확실하게 방지하여 장기간에 걸쳐 청정한 유리 표면을 유지할 수 있다.

〈4〉상기 판유리(G)는 앞의 실시예에서 설명한 두께 3mm의 판유리(G)에 한정되지 않고 두께가 다른 판유리(G)로 할 수도 있다.

또 판유리(G)의 종별은 임의로 선정하는 것이 가능하며, 예를 들면 형(型) 판유리, 불투명 유리(표면 처리에 의하여 광을 확산시키는 기능을 부여한 유리), 망입(網入) 유리 또는 강화 유리나 열선(熱線) 흡수, 자외선 흡수, 열선 반사 등의 기능을 부여한 판유리나 이들과의 조합으로 할 수도 있다.

〈5〉또 유리의 조성에 대해서는 소다 규산 유리(소다 석회 실리카 유리)나 붕규산 유리나 알루미노 규산 유리 이외에, 각종 결정화 유리로 할 수도 있다.

〈6〉본 발명의 유리 패널은 길이나 폭 치수가 동일한 판유리(G)를 조합하여 구성할 수도 있으며 길이나 폭 치수가 상이한 판유리(G)를 조합하여 구성할 수도 있고, 양 판유리(G)를 겹치는 방법은 단연부(端緣部)끼리 일치하는 상태 또는 일치하지 않는 상태 어느 상태로 중합할 수도 있다.

또 특정 판유리(G)와 다른 판유리(G)의 두께 치수가 상이한 것을 조합하여 유리 패널을 구성할 수도 있다.

〈7〉본 발명의 유리 패널은 평판 형상의 판유리(G)로 구성된 것에 한정되지 않고 곡면(曲面)이 있는 판유리로 구성된 것일 수도 있다. 이 경우, 자동차, 철도 차량의 창유리와 같이 곡면이 있는 창 부분을 형성하는데 유용하다. 예를 들면 자동차의 프론트 글래스나 철도 차량의 운전대 전방의 유리, 객차의 천창(天窓) 유리 등에 본 발명의 유리 패널을 사용하면, 방음·방열 효과가 얻어질 뿐 아니라 흐림 방지에도 유효하여 시계를 양호하게 하여 운전의 안전성을 높인다는 이점을 얻을 수도 있다.

본 발명의 유리 패널은 여러 종류에 걸친 용도에 사용하는 것이 가능하며, 예를 들면 건축용·탈것(vehicle)용(자동차의 창유리, 철도 차량의 창유리, 선박의 창유리)·기기 요소용(플라즈마 디스플레이의 표면 유리나, 냉장고의 개폐 도어나 벽부, 보온 장치의 개폐 도어나 벽부) 등에 사용하는 것이 가능하다.

Claims (3)

1. 공기층(K)과 진공층(S)을 병설하는 동시에 옥외 공간과 옥내 공간을 구획하기 위해 적어도 3매의 판유리로 구성되는 유리 패널에 있어서,

   상기 판유리(G) 중 상기 옥외 공간에 접하는 옥외측 판유리 및 상기 옥내 공간에 접하는 옥내측 판유리 중 적어도 어느 한쪽이 상기 진공층(S)에 접하며 또한 상기 진공층(S)에 접하는 면에 저방사율막층(低放射率膜層)(M)을 가지는 유리 패널.
2. 제1항에 있어서,

   상기 저방사율막층(M)이 불소를 혼입시킨 산화 주석을 주성분으로 하는 박막에 의해 형성되는 유리 패널.
3. 제1항에 있어서,

   상기 저방사율막층(M)이 투명 유전체층으로 은층(銀層)을 사이에 끼워 구성한 복합층을 적어도 1세트 가지는 박막에 의해 형성되는 유리 패널.