KR20090099759A - 적외선 방사 손실 차단용 저방사 코팅막 제조 - Google Patents

적외선 방사 손실 차단용 저방사 코팅막 제조 Download PDF

Info

Publication number
KR20090099759A
KR20090099759A KR1020080024932A KR20080024932A KR20090099759A KR 20090099759 A KR20090099759 A KR 20090099759A KR 1020080024932 A KR1020080024932 A KR 1020080024932A KR 20080024932 A KR20080024932 A KR 20080024932A KR 20090099759 A KR20090099759 A KR 20090099759A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
low
metal
substrate
emissivity
metal oxide
Prior art date
Application number
KR1020080024932A
Other languages
English (en)
Inventor
임형미
이승호
유중환
김대성
윤준호
강병수
강동필
Original Assignee
한국세라믹기술원
아프로시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국세라믹기술원, 아프로시스템 주식회사 filed Critical 한국세라믹기술원
Priority to KR1020080024932A priority Critical patent/KR20090099759A/ko
Publication of KR20090099759A publication Critical patent/KR20090099759A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/18—Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/202—Conductive

Landscapes

  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 전열 히터, 건조기, 가열로 또는 열설비 등에 사용 가능한 저방사 코팅막이 형성된 저방사 기판에 관한 것이다. 본 발명의 저방사 기판은 금속 기판의 일면에 금속 산화물층과 금속층을 단독으로 혹은 순차적으로 적층하여 이루어잔다. 본 발명의 고효율 저방사 기판은 상기 금속 산화층 또는 금속층으로 이루어진 산화막이 코팅되어 있어 내구성이 우수하면서도 방사율이 낮은 특성을 가진다. 이에 본 발명의 저방사 기판을 전열히터, 건조기, 열설비 등 가열장치의 부품으로 사용하는 경우 열방출부 배면으로의 열손실이 감소하므로 열 손실이 큰 시스템에서 에너지 효율을 증대시킬 수 있다.
저방사, 금속산화물, 원적외선, 방사율, 전열히터, 난방기, 건조기, 가열로

Description

적외선 방사 손실 차단용 저방사 코팅막 제조{Low emissivity coating for preventing infrared radiation loss and the method of manufacturing the same}
본 발명은 전열 히터, 건조기, 가열로 또는 열설비 등에 사용 가능한 저방사 코팅막이 형성된 저방사 기판에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 금속 기판의 일면에 저방사 코팅막을 형성하여 상기 막이 형성된 면으로 방사되는 적외선 방사량을 감소시켜 원하지 않는 방향의 에너지 손실을 줄여서 에너지 효율을 극대화한 저방사 코팅막이 형성된 고효율의 저방사 기판에 관한 것이다.
최근 에너지원 고갈 문제나 탄소 에너지원의 사용에 수반되는 대기오염 문제에 대한 관심이 커지면서 적은 에너지원으로도 효율을 높일 수 있는 방법에 대해 다각도로 연구개발이 진행되고 있다. 이와 관련하여 고효율의 전열기구, 건조기, 열설비 등의 열효율 개선에 대해서도 다양한 관점에서의 접근이 이루어지고 있다.
상기 전열기구 등의 열효율 증대 문제와 관련하여, 대한민국 등록실용신안 제435626호에서는 열전도성이 좋은 알루미늄이나 구리 등으로 이루어진 방열판의 표면에 열 스프레이(thermal spray) 코팅으로 0.01mm~1mm의 다공성층을 형성하여 표면적을 증대시킴으로써 방열판 표면에서 열교환이 원활이 이루어져 열교환율을 향상시킨 공랭식 방열판이 개시되어 있다.
또한 대한민국 등록실용신안 제3090203호에는 열전도율이 우수한 금속재질의 U자형 관에, 니켈/크롬합금(니크롬선), 철/크롬/알루미늄합금, 니켈/크롬/철합금으로 제조된 전기발열체를 내설함으로써, 전기 발열체 둘레면을 감싼 금속재질의 U자형 관에 의해 전열면적이 증가되어 열전도율이 향상된 전기히터를 개시하고 있다.
아울러 대한민국 등록실용신안 제0438160호에는 선상 연도의 내부에 열유도 안내판을 부착형성하여 배기되는 열원의 체류시간을 길게 함으로써 원적외선 방사 및 열 방출의 전열효과가 극대화되고 연소효율을 향상시킬 수 있는 관형 원적외선 히터에 관한 것이 개시되어 있다.
상기 등록실용신안에 개시된 내용에 있어서, 방열판 등 발열체를 통한 열방사는 발열점을 중심으로 하여 모든 방향(360°)에 대해 이루어지므로, 한 방향으로의 방열을 목적으로 하는 경우에는 반대 방향으로 열의 방출은 열손실량의 증가 요인이 된다. 따라서 방열판 배면의 적외선 방사율이 높아질수록 에너지 효율이 떨어지게되는 단점이 있었다. 또한 금속재로 이루어진 방열판 등 부속품에 있어서, 금속재는 일반적으로 적외선 방사율이 낮은 소재이지만, 고온에 지속적으로 노출되면 부식이 일어나 방사율이 높아지는 문제가 있다.
본 발명자는 상기의 문제점과 관련하여 금속 기판의 배면에 저방사 및 내열 특성을 가지는 코팅막을 형성하면 상기 막이 형성된 기판에서 저방사 코팅면 방향 으로의 적외선 방사 손실이 낮아진다는 점에 주목하였다. 따라서, 저방사 코팅막이 형성된 기판을 열설비, 전열 히터 등에 부품으로 사용하면 열이 방출되는 방향을 한정하여 목적하는 방향으로 열을 집중시킬 수 있기 때문에, 적외선 손실을 저감시킬 수 있다는 점에 착안하여 본 발명의 저방사 코팅막이 형성된 방사율이 낮고 내열성이 높은 저방사 기판을 개발하였다.
본 발명의 과제는 가열용 부품이나 열설비에 적용되어 방사로 인한 에너지 손실을 줄이기 위한 저방사 기판을 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 저방사 기판을 원적외선 발열체 배면에 적용하여 에너지 효율을 극대화 할 수 있는 전열기, 건조기 및 열설비를 제공한다. 아울러 본 발명은 발열체 금속판의 가열부식으로 인한 방사손실 증가를 막기 위하여 고온에서도 안정한 금속산화물 저방사 소재의 코팅을 통하여 상기 저방사 기판을 제공하는 것 목적으로 한다.
본 발명에서는 전열 히터, 건조기, 난방기, 보일러, 로(furnace) 또는 열설비에 적용할 수 있는 저방사 기판을 제공한다. 본 발명의 저방사 기판은 저방사 코팅막이 형성된 면으로부터 방사되는 적외선의 양이 감소하거나 적외선 방사를 차단함으로써 적외선 손실량이 낮은 고효율의 기판을 제공할 수 있다.
본 발명은 금속 기판 위에, 금속 산화물로 이루어진 제 1 금속 산화물층이 코팅된, 방사율이 낮고 내열성이 높은 저방사 기판을 제공한다.
상기 저방사 기판에 있어서, 상기 금속 기판은 300℃ 이상에서 용융변형이 없는 금속 혹은 합금으로서, 특히 스테인레스강, 구리, 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 금속 혹은 1종 이상의 금속으로 이루어진 합금이다.
상기 저방사 기판에 있어서, 상기 금속 산화물은 ATO(Antimony tin oxide), ZnO(Zinc oxide), ITO(Indium tin oxide), SnO2(Tin oxide) 및 MgO(Magnesium oxide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이다.
또한 본 발명은 금속 기판 위에, 금속층과, 금속 산화물로 이루어진 제 1 금속 산화물층이 순차적으로 코팅 및 적층되어 이루어진 저방사 기판을 제공한다.
상기 저방사 기판에 있어서, 상기 금속 기판은 300℃ 이상에서 용융변형이 없는 금속 혹은 합금으로서, 특히 스테인레스강, 구리, 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 금속 혹은 1종 이상의 금속으로 이루어진 합금이다.
상기 저방사 기판에 있어서, 상기 금속 산화물은 ATO(Antimony tin oxide), ZnO(Zinc oxide), ITO(Indium tin oxide), SnO2(Tin oxide) 및 MgO(Magnesium oxide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이다.
상기 저방사 기판에 있어서, 상기 금속층은 은(Ag)으로 이루어져 있는 것이다. 상기 금속층에는 금속층의 내구성 향상을 위해 Ni, Pd, Pt, Cu 또는 Au 등 일부 원소를 은 100 중량% 대비 0.5 내지 5 중량% 첨가할 수 있다.
마지막으로 본 발명은 금속 기판 위에, 금속 산화물로 이루어진 제 1 금속 산화물층, 금속층 및 금속 산화물로 이루어진 제 2 금속 산화물층이 순차적으로 코팅 및 적층되어 이루어진 저방사 기판을 제공한다.
상기 저방사 기판에 있어서, 상기 금속 기판은 300℃ 이상에서 용융변형이 없는 금속 혹은 합금으로서, 특히 스테인레스강, 구리, 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 금속 혹은 1종 이상의 금속으로 이루어진 합금이다.
상기 저방사 기판에 있어서, 상기 제 1 금속 산화물층 및 제 2 금속 산화물층을 이루는 금속 산화물은 ATO(Antimony tin oxide), ZnO(Zinc oxide), ITO(Indium tin oxide), SnO2(Tin oxide) 및 MgO(Magnesium oxide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이다.
상기 저방사 기판에 있어서, 상기 금속층은 은(Ag)으로 이루어져 있는 것이다. 상기 금속층에는 금속층의 내구성 향상을 위해 Ni, Pd, Pt, Cu 또는 Au 등 일부 원소를 은 100 중량% 대비 0.5 내지 5 중량% 첨가할 수 있다.
본 발명의 저방사 기판의 제조를 위해 상기 금속 기판 위에 상기 제 1 금속 산화물층, 상기 금속층 또는 상기 제 2 금속 산화물을 순차적으로 적층하는 방법으로는 습식 코팅법인 담금 코팅법(dip coating), 바 코팅법(bar coating) 또는 스프레이 코팅법(spray coating)을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 습식 코팅법에 속하는 코팅법들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가진자의 경험에 따라 적절하게 선택되어 사용될 수 있다. 상기 습식 코팅법은 일반적로 사용되는 스퍼터링 코팅(sputtering coating)에 비해 공정이 간단하고 대면적 박막의 형성이 가능한 장점이 있다.
본 발명의 고효율 저방사 기판은 산화막이 코팅되어 있어 내구성이 우수하면서도 방사율이 낮은 특성을 가진다. 따라서 본 발명의 저방사 기판을 전열히터, 건조기, 열설비 등 가열장치의 부품으로 사용하는 경우 열방출부 배면으로의 열손실이 감소하므로 열 손실이 큰 시스템에서 에너지 효율을 증대시킬 수 있다.
물체의 표면 방사율이 낮아지면, 표면 열전달율이 낮아지므로 단열성이 높아지게 된다. 따라서 방사율이 낮은 물질을 사용하고, 표면의 반사율(ρλ)을 높이면 표면의 방사 손실이 적어지고, 열 전달율은 떨어지게 되므로 단열성이 더욱 우수해진다. 이를 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.
복사에너지가 어느 물체에 입사 되었을 때 에너지 보존법칙에 의해
ρλ(T) + αλ(T) + τλ(T) = 1 (1)
여기에서 ρλ는 반사율, αλ는 흡수율, τλ는 투과율, T는 온도이다.
물체의 두께가 어느 정도 이상이면 투과율(τλ = 0)은 매우 낮으므로
ρλ(T) + αλ(T) = 1 (2)
Kirchhoff 법칙에 의하면 온도 T에서 물체의 복사 스펙트럼 방사율(ε)은 같은 온도에서 흑체가 방사한 복사에 대한 물체의 흡수율(α)과 같다.
ελ(T) = αλ(T) (3)
즉, 복사 스펙트럼 방사율 = 흡수율 = 1 - 반사율 (투과율 = 0 일때)
따라서 반사율(ρλ)을 변화시키면, 흡수율(즉, 방사율)도 조절이 가능하다. 이것이 표면에서 일어나므로 표면 방사율이라 하고 이에 따른 열전달 메카니즘은 아래와 같다.
표면 열전달율 = 복사 열전달율(= 표면방사율) + 대류 열전달율 (4)
즉, 표면방사율이 낮아지면, 표면 열전달율이 낮아지고, 이것은 단열성이 높아진다는 의미이다. 이를 통해서 방사율이 낮은 물질을 사용하고, 반사율(ρλ)이 높은 표면구조로 표면처리를 하면, 표면의 방사손실이 적어지고, 열전달율이 떨어진다. 따라서 단열성이 더욱 좋아지는 것을 알 수 있다.
일반적으로 산화물은 고방사 특성을 갖는 것으로 알려져 있다. 그러나 일부 ATO, ZnO, ITO, SnO2와 같은 금속 산화물로 이루어진 전도성 코팅막은 일사 차단 효과가 있어 창유리에 적용되고 있다. 이러한 전도성 금속 산화물의 저방사 특성을 열설비의 배면에 적용하면 적외선 방사 손실을 최소화할 수 있기 때문에 에너지 효율을 높일 수 있다.
본 발명은 저방사 코팅막이 형성되어 있는 저방사 기판을 제공한다. 상기 저방사 코팅막은 하기 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 저방사 기판에 대한 상 세한 설명과 같이 다양한 층이 단독 혹은 적층되어 이루어진다.
이하, 첨부된 도면을 바탕으로 하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 저방사 기판에 관한 제 1 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
상기 제 1 실시예에 따른 저방사 기판은 금속 기판 위에, 금속 산화물로 이루어진 제 1 금속 산화물층이 코팅된 것으로서, 방사율이 낮고 내열성이 우수하다.
상기 저방사 기판에 있어서, 상기 금속 산화물은 ATO(Antimony tin oxide), ZnO(Zinc oxide), ITO(Indium tin oxide), SnO2(Tin oxide) 및 MgO(Magnesium oxide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이다.
상기 저방사 기판에 사용되는 금속 재료는 방열성이 우수해야 할 뿐만 아니라 고온발열시 부식이나 열손상이 적은 내구성이 우수한 재료를 사용해야 하므로 상기 금속 기판은 300℃ 이상에서도 용융변형이 없는 금속 또는 합금소재를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 스테인레스강, 구리, 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 금속 혹은 1종 이상의 금속으로 이루어진 합금을 사용한다.
상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저방사 기판은 다음의 방법에 의해 제조된다. 세척된 스테인레스강을 ATO, ZnO, ITO, SnO2 또는 MgO 혹은 이들의 혼합물이 1 내지 10 중량% 함유된 코팅액을 이용하여 담금 코팅법에 의해 코팅하고 230℃ 내 지 270℃에서 열처리하여 제조한다.
도 2는 본 발명의 저방사 기판에 대한 제 2 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
상기 제 2 실시예에 따른 저방사 기판은 금속 기판 위에, 금속층과, 금속 산화물로 이루어진 제 1 금속 산화물층이 순차적으로 코팅 및 적층되어 이루어진 것이다.
상기 저방사 기판의 기재로 사용되는 금속 재료는 방열성이 우수해야 할 뿐만 아니라 고온발열시 부식이나 열손상이 적은 내구성이 우수한 재료를 사용해야 하므로 상기 금속 기판은 300℃ 이상에서도 용융변형이 없는 금속 또는 합금소재를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 스테인레스강, 구리, 알루미늄, 은, 금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 금속 혹은 1종 이상의 금속으로 이루어진 합금을 사용한다.
상기 저방사 기판에 있어서, 상기 금속 산화물은 ATO(Antimony tin oxide), ZnO(Zinc oxide), ITO(Indium tin oxide), SnO2(Tin oxide) 및 MgO(Magnesium oxide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이다.
상기 금속층을 이루는 은(Ag)은 저방사 코팅막의 전기전도도를 높이고 방사율을 저감시키는데 효과적인 것으로 알려져 있다. 상기 금속층의 내구성 향상을 위해 Ni, Pd, Pt, Cu 또는 Au 등 일부 원소를 0.5 내지 5중량 %로 첨가할 수 있으나 상기 저방사 기판의 저방사 성능을 고려하여 투입량을 결정하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 실시예에 의한 저방사 기판은 금속층 상부에 금속 산화물층이 형성되어 있는 형태이므로 별도로 금속층의 산화나 열화를 보호하기 위한 층이 요구되지 않는다.
상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저방사 기판을 제조하는 방법은 다음과 같다.
스테인레스강을 ATO, ZnO, ITO, SnO2 또는 MgO 혹은 이들의 혼합물이 1 내지 10중량% 함유된 코팅액을 이용하여 습식 코팅법의 일종인 바(bar) 코팅법으로 코팅하고 230℃ 내지 270℃에서 열처리한다. 그 후 스프레이 코팅법으로 은으로 구성된 금속층을 형성하고 은의 결정성을 높이기 위해 열처리한다. 마지막으로 금속 산화물이 1 내지 10 중량%로 함유된 코팅액으로 스프레이 코팅법을 이용하여 코팅한다.
도 3은 본 발명의 저방사 기판에 대한 제 3 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
상기 제 3 실시예에 따른 저방사 기판은, 금속 기판 위에, 금속 산화물로 이루어진 제 1 금속 산화물층, 금속층 및 금속 산화물로 이루어진 제 2 금속 산화물층이 순차적으로 코팅 및 적층되어 이루어진 것이다.
상기 저방사 기판의 기재로 사용되는 금속 재료는 방열성이 우수해야 할 뿐 만 아니라 고온발열시 부식이나 열손상이 적은 내구성이 우수한 재료를 사용해야 하므로 상기 금속 기판은 300℃ 이상에서도 용융변형이 없는 금속 또는 합금소재를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 스테인레스강, 구리, 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 금속 혹은 1종 이상의 금속으로 이루어진 합금을 사용한다.
상기 금속층을 이루는 은(Ag)은 상기 저방사 코팅막의 전기전도도를 높이고 방사율을 저감시키는데 효과적인 것으로 알려져 있다. 상기 금속층의 내구성 향상을 위해 Ni, Pd, Pt, Cu 또는 Au 등 일부 원소를 0.5 내지 5중량 %로 첨가할 수 있으나 저방사 기판의 저방사 성능을 고려하여 투입량을 결정하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 금속 산화물층은 상기 저방사 기판의 고온발열에 의해 상기 금속층이 열화 또는 산화되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 제 2 금속 산화물층은 ATO, ZnO, ITO, SnO2 및 MgO 로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것으로 이루어진다.
상기 본 발명의 제 3 실시예에 따른 저방사 기판을 제조하는 방법은 다음과 같다.
세척된 스테인레스강을 ATO, ZnO, ITO, SnO2 또는 MgO 혹은 이들의 혼합물이 1 내지 10 중량% 함유된 코팅액으로 습식 코팅법의 일종인 바(bar) 코팅법으로 코팅하고 230℃ 내지 270℃에서 열처리하였다. 그 후 스프레이 코팅법으로 은으로 구 성된 금속층을 형성하고 열처리하여 은의 결정성을 높인다. 마지막으로 은층을 보호하기 위해 금속 산화물이 1 내지 10 중량%로 함유된 코팅액을 이용하여 바(bar) 코팅법으로 코팅하여 제조한다.
상기 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에 따른 저방사 기판은 담금 코팅법, 스프레이(spray) 코팅법, 바(bar) 코팅법 등 습식 코팅법에 의해 제조되는 것이 바람직하다. 상기 코팅법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가진자의 경험에 따라 적절하게 선택되어 사용될 수 있다. 상기 습식 코팅법에 의해 제조된 상기 저방사 기판은 스퍼터링 코팅이나(sputtering coating) 이나 증착(vapor deposition)에 의한 방법에 의해 저방사 코팅막을 형성한 것에 비해 금속 산화물층의 두께가 불균일한 단점은 있으나 수분이나 가스의 침식에 대해 내구성이 우수한 산화막을 제조하는 것이 가능하다. 또한 담금 코팅법 등 습식 코팅법이 대면적의 저방사 기판을 제조하는데 유리하다.
상기 본 발명의 저방사 기판은 전열 히터, 난방기, 건조기, 가열로 또는 열설비의 재료로 이용할 수 있다. 상기 저방사 기판을 이용한 부품은 적외선 방사를 일정방향으로 집중시키거나 특정방향으로 방사되는 적외선을 차단함으로써 적외선 손실을 저감시킬 수 있다.
상기 본 발명의 저방사 기판으로 제작된 부품을 사용하여 열설비 등을 제조는 경우, 상기 저방사 기판을 판상의 형태로 실시하는 것에 국한되지 않고 내설되 는 부품의 형태에 맞도록 적절하게 변형하여 실시할 수 있다. 예를 들어 상기 저방사 기판을 사용하여 열설비에 내설되는 배관을 제조하는 경우에는 상기 저방사 기판을 관형의 형태로 변형시켜 실시할 수 있다.
다음으로, 본 발명을 하기의 실험예 및 비교예를 통하여 상세히 설명하자 한다. 그러나 본 발명의 범위가 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실험예 1
세척한 스테인레스강(2mm × 100mm × 100mm)을 10mm/min의 속도로 이동시켜, 5초 동안 ATO 코팅액(39nm, (주)화인졸테크)에 정치하여 담금 코팅하였고(Myung Sin Scientific Co. 제품 사용), 이것을 250℃로 30분 동안 열처리하여 저방사 기판을 제조하였다.
실험예 2
체척한 스테인레스강(2mm × 100mm × 100mm)을 10mm/min의 속도로 이동시켜, 5초 동안 ITO 코팅액((주)미지테크)에 정치하여 담금 코팅하였고, 이것을 250℃로 30분 동안 열처리하여 저방사 기판을 제조하였다.
실험예 3
체척한 스테인레스강(2mm × 100mm × 100mm)을 10mm/min의 속도로 이동시 켜, 5초 동안 ZnO 코팅액(60nm, KICET 제조)에 정치하여 담금 코팅하였고, 이것을 250℃로 30분 동안 열처리하여 저방사 기판을 제조하였다.
실험예 4
체척한 스테인레스강(2mm × 100mm × 100mm)을 10mm/min의 속도로 이동시켜, 5초 동안 MgO 코팅액(20nm, KICET 제조)에 정치하여 담금 코팅하였고, 이것을 250℃로 30분 동안 열처리하여 저방사 기판을 제조하였다.
실험예 5
세척한 스텐레스강 위에 ITO를 150mm/sec의 속도로 30㎛의 코팅 바(bar)를 사용하여 코팅하고 250℃에서 30분 동안 열처리하여 금속 산화물층을 형성하였다. 다음으로 금속 산화물층 위에 은(Ag) 용액((주) 씨 에프 티)을 스프레이 코팅한 후 환원제((주) 씨 에프 티)를 스프레이 코팅하여 은경막이 생성되도록 환원시킨다. 증류수로 환원제를 세척한 후 80℃의 열풍에 30분 동안 열처리하여 은(Ag)층을 형성하였다. 마지막으로 상기 금속층 위에 금속층을 보호하기 위한 제 2 금속 산화물층으로서 ITO를 바(bar) 코팅법으로 코팅하여 저방사 기판을 제조하였다.
실험예 6
세척한 스테인레스강 위에 은(Ag)을 스프레이 코팅법으로 코팅하고 80℃로 30분 동안 열처리하여 금속층을 형성하였다. 다음으로 상기 시편을 150mm/sec의 속 도로 이동시키면서 30㎛의 코팅바를 사용하여 ITO를 코팅한 후에 250℃로 30분 동안 열처리하여 저방사 기판을 제조하였다.
비교예 1
앞의 실시예 1, 2, 3, 4, 5, 6과 비교하기 위해 표면이 광택면으로 된 스테인레스강 자체의 방사특성을 비교하였다.
비교예 2
앞의 비교예 1과 비교하기 위해 표면을 샌드블라스트(sand blast) 처리한 스테인레스강의 방사특성을 비교하였다.
비교예 3
유리(glass)의 방사특성을 비교하였다.
비교예 4
구리판의 방사특성을 비교하였다.
특성 분석 1. 원적외선 방사율 측정
장치 : FT-IR Emission Spectrometer M2400-C
Wave No. Range : 7800~350 ㎝-1
Temp. Range : 40~500℃
Beam splitter : Ge coated KBr
MCT Detector
Sample Thickness : < 3.0 mm
Sample size : 40×40 mm
사이즈에 맞게 제작한 샘플을 넣고 300℃에서 측정한 값을 흑체와의 방사율(=1)과 비교하여 계산한다.
특성 분석 2. 방사 손실량 측정
방사 손실량 측정장치는 자체 제작된 것으로 아래와 같이 구성된다.
① 휴대용전력측정기 LS-PMA(광성계측기)
② 온도조절기 DX9-KCWNR(한영전기)
③ 전력조정기 TPR2 25A(한영전기)
④ CURRENT TRANSFOMER SY-TA 60/5A(삼영)
⑤ 배선용 차단기 BKM 20A(LG)
⑥ 전력, 전압 표시등 BS3-N(한영전기)
⑦ SENSOR (1.6π, 100L)
⑧ 단열재 세라크울(두께)
방사 손실량 측정 장비의 블록 다이어그램(block digram)을 도 7에 나타내었는데 전도나 대류 손실이 최소가 되게 전열장치를 제작하고 특정온도(300℃)를 유 지하는데 소모되는 전력량을 측정하여 시편별 방사손실량을 간접적으로 비교하였다.
100mm x 100mm 크기의 제작된 샘플을 넣고 2시간동안 300℃까지 가열한 다음 안정화를 위해 1시간 동안 온도를 유지시킨다. 그 후에 300℃로 유지되며 소모되는 전력을 30분(3초 간격으로 총 600번)동안 측정하여 평균값을 취하였다.
특성 분석 3. 전기저항 측정
4 Point Probe (2420, Keithley Instruments, Korea) 사용하여 온도 25±1℃, 상대습도 60%, 30분 동안 방치 후 측정하였다. 측정면은 접촉점에서 모서리까지 4mm이상, 두께 150㎛이상 샘플 위에 접지를 시킨 후 저항값을 측정하였다. 총 샘플의 상, 중, 하 3포인트를 측정하여 평균값을 취하였다.
특성 분석 4. 표면거칠기 측정
표면조도계(Kosaka Laboratory Ltd.) [측정범위 X축-100mm, Y축-600㎛(최대 1.2mm까지 가능), 분해능 Z축-0.1nm(최대), 진직도 X축-0.2㎛//100mm]에 샘플을 넣고 표면의 거친 상태를 한 각각의 기판 시편 당 2번 측정하여 평균값을 취하였다.
하기 표에 실험예 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 비교예 1, 2, 3의 특성 평가를 정리하여 나타내었다. 도 4는 전기저항과 방사율간의 상관관계를 나타낸 그래프인데, 이를 통해 전기저항이 작은 물질일수록 방사율이 낮은 것을 알 수가 있다. 도 5는 표면 거칠기와 방사율간의 상관관계를 나타낸 그래프이다. 도 5를 보면 표면 거칠기의 차이가 적을수록 방사 손실량에 영향을 크게 미치지 못한다는 것을 알 수 있다. 상기 실험예 및 비교예 있어서, 동일한 스테인레스강을 사용한 경우 표면 거칠기가 커지면 방사 손실량도 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, 도 6은 원적외선 방사율과 상사 손실량의 상관관계를 나타낸 그래프이다. 이를 통해 원적외선 방사율이 낮을수록 손실되는 전력량도 감소하는 것을 알 수가 있었다. 위와 같은 측정방법으로 방사특성과 표면 물성을 측정하여 본 발명에 의한 저방사 코팅막이 형성된 기판이 저방사 효과가 있어 열손실량이 감소되었음을 확인할 수 있었다.
<표 2>
특 성 실험예1 실험예2 실험예3 실험예4 실험예5 실험예6 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
원적외선 방사율 (W/m2) 0.357 0.375 0.325 0.228 0.161 0.110 0.208 - - 0.174
방사손실량 (W) 44 44 44 43 41 41 43 47 54 40
전기저항 (Ω) 8.71 56.95 15.22 2.36 1.07 1.31 - - - -
표면거칠기 (㎛) 0.09 0.03 0.10 0.05 0.09 0.04 0.03 1.13 - 0.01
1. 도 1은 금속 기판 위에 제 1 금속 산화물층이 형성된 저방사 기판의 모식도이다.
2. 도 3은 금속 기판 위에 금속층, 제 1 금속 산화물층이 순차적으로 형성된 저방사 기판의 모식도이다.
3. 도 2는 금속 기판 위에 제 1 금속 산화물층, 금속층, 제 2 금속 산화물층이 형성된 저방사 기판의 모식도이다.
4. 도 4는 전기저항과 방사율간의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
5. 도 5는 표면 거칠기와 방사율간의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
6. 도 6은 원적외선 방사율과 방사손실량의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
7. 도 7은 방사 손실량 측정 장비의 블록 다이어그램(block digram)이다.

Claims (8)

  1. 금속 기판 위에, 금속 산화물로 이루어진 제 1 금속 산화물층이 코팅된, 방사율이 낮고 내열성이 높은 저방사 기판.
  2. 금속 기판 위에, 금속층, 금속 산화물로 이루어진 제 1 금속 산화물층이 순차적으로 코팅 및 적층되어 이루어진 저방사 기판.
  3. 금속 기판 위에, 금속 산화물로 이루어진 제 1 금속 산화물층, 금속층 및 금속 산화물로 이루어진 제 2 금속 산화물층이 순차적으로 코팅 및 적층되어 이루어진 저방사 기판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 기판은 300℃이상에서도 용융변형이 없는 1종의 금속 혹은 1종 이상의 금속으로 이루어진 합금으로 이루어진 것인 저방사 기판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금속 기판은 스테인레스강, 구리, 알루미늄, 은, 금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 금속 혹은 1종 이상의 금속으로 이루어진 합금인 것인 저방사 기판.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 산화물층 및 제 2 금속 산화물층은 ATO, ZnO, ITO, SnO2 및 MgO로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 저방사 기판.
  7. 제 2 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속층은 은(Ag)으로 이루어진 것인 저방사 기판.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 상기 저방사 기판을 포함하여 구성된 전열 히터, 건조기, 난방기, 보일러, 로(furnace) 또는 열설비.
KR1020080024932A 2008-03-18 2008-03-18 적외선 방사 손실 차단용 저방사 코팅막 제조 KR20090099759A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080024932A KR20090099759A (ko) 2008-03-18 2008-03-18 적외선 방사 손실 차단용 저방사 코팅막 제조

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080024932A KR20090099759A (ko) 2008-03-18 2008-03-18 적외선 방사 손실 차단용 저방사 코팅막 제조

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090099759A true KR20090099759A (ko) 2009-09-23

Family

ID=41358215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080024932A KR20090099759A (ko) 2008-03-18 2008-03-18 적외선 방사 손실 차단용 저방사 코팅막 제조

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090099759A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180020827A (ko) * 2016-08-19 2018-02-28 엘지이노텍 주식회사 세라믹 히터 및 이를 이용한 전기 자동차의 난방 장치
KR20180124480A (ko) * 2017-05-12 2018-11-21 전자부품연구원 고효율 열방사체 및 그의 제조방법
KR20190007925A (ko) 2017-07-14 2019-01-23 청주대학교 산학협력단 다층 비정질 실리콘 산화인듐아연막 구조를 이용한 플렉시블 열 방사 방지막

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180020827A (ko) * 2016-08-19 2018-02-28 엘지이노텍 주식회사 세라믹 히터 및 이를 이용한 전기 자동차의 난방 장치
KR20180124480A (ko) * 2017-05-12 2018-11-21 전자부품연구원 고효율 열방사체 및 그의 제조방법
KR20190007925A (ko) 2017-07-14 2019-01-23 청주대학교 산학협력단 다층 비정질 실리콘 산화인듐아연막 구조를 이용한 플렉시블 열 방사 방지막

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6526118B2 (ja) 銀層の熱処理方法
CN102887649B (zh) 沉积薄层的方法和获得的产品
Sahu et al. High quality transparent conductive ZnO/Ag/ZnO multilayer films deposited at room temperature
JP5725481B2 (ja) 誘電体層を含有する低放射ガラスおよびその製造方法
Kim et al. Dependence of optical and electrical properties on Ag thickness in TiO2/Ag/TiO2 multilayer films for photovoltaic devices
Sheel et al. Atmospheric pressure chemical vapour deposition of F doped SnO2 for optimum performance solar cells
JP6498202B2 (ja) 低放射コーティングおよびそれを含む建具用機能性建築資材
CN1158209A (zh) 大面积薄膜电阻加热元件及方法
Fan Sputtered films for wavelength-selective applications
Nguyen et al. Synthesis of tantalum-doped tin oxide thin films by magnetron sputtering for photovoltaic applications
JP2017500267A (ja) 低放射コーティング膜、その製造方法及びそれを含む窓用機能性建築資材
CN103884122B (zh) 一种太阳能光热转换集热器透明热镜及其制备方法
KR20090099759A (ko) 적외선 방사 손실 차단용 저방사 코팅막 제조
Huang et al. Preparation, characterization and performance of Ti1− xAlxN/Ag/Ti1− xAlxN low-emissivity films
AU2009299747B2 (en) Mirror
Tesfamichael et al. Treatment of antireflection on tin oxide coated anodized aluminum selective absorber surface
Patel et al. Preparation and characterization of SnO2 thin film coating using rf-plasma enhanced reactive thermal evaporation
Park et al. Enhanced electrical properties of platinum spotted AZO/PET thin films prepared by sol–gel process
JP3006701B2 (ja) 薄膜半導体太陽電池
Amrutha et al. Thermal treatment of stainless steel substrates along with a thin silicon layer for high temperature solar thermal applications
Radhakrishnan et al. Laser‐induced damage to spray pyrolysis deposited transparent conducting films
Haratian Nezhad et al. Influence of thickness and number of silver layers in the electrical and optical properties of ZnO/Ag/ZnO/Ag/ZnO ultra-thin films deposited on the glass for low-emissivity applications
TW201940328A (zh) 具有摻鋁氧化鋅與摻錫氧化銦鍍膜之低輻射玻璃及其製備方法
KR102001993B1 (ko) 저방사 코팅, 저방사 코팅의 제조 방법 및 저방사 코팅을 포함하는 창호용 기능성 건축 자재
CN115140948B (zh) 低反射率镀膜玻璃及其制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application