KR20100098199A

KR20100098199A - 열처리후 흐림 현상이 감소된 열처리 가능한 저방사 유리 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20100098199A
Application number: KR1020090017245A
Authority: KR
Inventors: 이성재; 강경석; 정영수; 오영훈; 정병준
Original assignee: 주식회사 케이씨씨
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-06
Also published as: KR101015072B1

Abstract

본 발명은 열처리후 흐림 현상이 감소된 열처리 가능한 저방사(low-emissivity) 유리 (흔히 '로이 유리' 라고도 한다) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유리 기판 상에 순차적으로 코팅된 제1 유전체층; 제1 흐림 방지층; 임의로 제1 기능성 반사 금속 보호층; 적외선 및/또는 태양 복사선을 반사하는 기능성 반사 금속층; 임의로 제2 기능성 반사 금속 보호층; 제 2 흐림 방지층; 및 제2 유전체층;을 포함하며, 종래에 알려진 열처리 가능한 저방사 유리와 대비하여 열처리후 흐림 현상을 현저히 감소시킨, 개선된 열처리 가능한 저방사 유리 및 그 제조방법에 관한 것이다.

흐림, 열처리, 저방사 유리, 로이유리, 강화유리, 제조방법

Description

열처리후 흐림 현상이 감소된 열처리 가능한 저방사 유리 및 그 제조방법{A TEMPERABLE LOW-EMISSIVITY GLASS WITH REDUCED HAZING AFTER THERMAL TREATMENT AND A METHOD FOR PREPARING THE SAME}

저방사 유리는 건축용 및 자동차용으로 사용되는 것으로서, 에너지 손실을 막는 기본적인 기능 이외에 70% 이상의 가시광 투과율을 요구하는 것이 최근의 추세이다.

또한, 특정한 경우, 이러한 종류의 저방사 유리는 굽힘(bending) 또는 강 화(tempering) 타입의 구부리거나 예비 응력을 가하는 처리(흔히, 열처리)를 거칠 필요가 있다. 이러한 목적 때문에, 통상 창유리는 구부리거나 예비 응력을 가하는 실질적인 처리 전에 약 600 내지 700℃의 온도로 가열되는데, 이러한 열을 가하는 동안, 기능성 반사 금속층 (주로 은(Ag)층)은 종종 산화 및 확산 과정으로 인한 구조적인 변형을 거치게 된다. 이러한 은층의 변형은 육안으로 확인될 수 있는데, 이러한 현상이 흐림(Haze) 현상으로 나타나게 된다. 이러한 흐림 현상은 투과율 및 코팅면의 면저항, 방사율 값의 변화를 통해 확인할 수 있다.

따라서, 높은 열 응력을 견딜 수 있고, 열 (예비 응력) 처리 전 방사율이 매우 낮으며, 광학 특성이 높게 유지되고, 열처리 후에 흐림 현상이 없는 저방사 유리에 대한 수요가 최근 들어 증가하는 추세이고, 이에 따라 이러한 종류의 다층 코팅막을 개선할 목적으로 다양한 방법들이 제안되어 왔으며, 그 예로는 다음과 같은 것들을 들 수 있다.

은(Ag)과 같은 반사 금속층이 고온에서 열화되는 것을 막는 것으로 제안된 공지의 방법 중 하나는 티타늄과 같은 산화가능한 금속의 보호 필름사이에 은 금속층을 샌드위치(Ti/Ag/Ti)하는 것이다. 이러한 금속 보호 필름의 두께는 통상 코팅 유리가 고온에서 열처리될 때, 은 금속층이 열화되지 않을만큼 충분할 정도이어야 한다. 이러한 기술들은 미국 특허 제 4,790,922호와 미국 특허 제 4,806,220호에 제시되어 있다. 하지만 이러한 막구조를 열처리하게 되면 흐림 현상이 심해져서 상업적으로 이용하기에는 어려운 점이 있다.

한편 특허 EP-0718250호에 제안되어 있는 막구조는 은을 기초로 하는 기능성 층 또는 층들의 상부에, 산소 장벽 확산층, 특히 규소 질화물(Si_xN_y)을 기초로 하는 층을 도입하고, 프라이밍 층(priming layer) 또는 보호 금속 층을 삽입하지 않고, 밑에있는 유전체 코팅 바로 위에 은층을 두는 것을 권고한다. 이는 Si₃N₄/ZnO/Ag/Nb/ZnO/Si₃N₄ 또는 SiO₂/ZnO/Ag/Nb/Si₃N₄ 타입의 다층 구조를 제안한다. Si₃N₄/Nb/Ag/Nb/Si₃N₄ 의 다층 구조 또한 이 특허에 기술되어 있다. 그러나 상기 기술은 열처리 후 Ag 코팅막이 열화되거나 흐림 현상이 심해짐에 따라 Ag막이 적외선 영역을 반사하는 기능을 상실하여 저방사 유리로써 상업적으로 이용하기에는 적합하지 않다.

국제공개특허 WO97/48649호에는 니오븀을 기초로 하고 두께가 0.7 내지 2nm인 두 장의 얇은 금속 "차단" 층을 구비한 강인화(강화 열처리)될 수 있는 Si₃N₄/Nb/Ag/Nb/Si₃N₄ 와 같은 타입의 다층 구조가 기술되어 있다. 그러나 이러한 구조는 열처리 후 가시광 투과율을 70%이상을 만족하는 것이 매우 어렵다.

미국특허 US 6,804,048호에는 유리/SnO₂/ZnO/Ag/Nb/Si₃N₄ 층 구조를 갖는 열처리 가능한 저방사 유리가 기술되어 있다. 그러나, 이 저방사 유리는 열처리 혹은 굽힘 공정 중에 코팅막에 흐림 현상이 발생하는 단점이 있다.

본 발명은, 열처리 후 바람직하게는 70% 이상의 높은 가시광 투과율을 가지며, 또한, 후가공 열처리(굽힘, 강화)가 가능하고 열처리 후에도 흐림 현상이 없거나 현저히 감소된 저방사 유리를 제공하는 것을 기술적인 과제로 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, 유리 기판 상에 순차적으로 코팅된, 제1 유전체층; Sn, Nb, Al, Sb, Mo, Cr, Ti 및 Ni 로부터 선택된 하나 이상의 원소가 함유된 Zn계 산화물을 포함하는 제1 흐림 방지층; 적외선 또는 태양 복사선을 반사하는 기능성 반사 금속층; Sn, Nb, Al, Sb, Mo, Cr, Ti 및 Ni 로부터 선택된 하나 이상의 원소가 함유된 Zn계 산화물을 포함하는 제2 흐림 방지층; 및 제2 유전체층을 포함하는 열처리 가능한 저방사 유리를 제공한다.

본 발명의 바람직한 일 구체예에 따른 저방사 유리는, 기능성 반사 금속층에 접한 층으로서 질화 또는 산화되지 않거나 50 mol% 이하로 질화 또는 산화된 Ni, Cr 또는 Ni-Cr 합금을 포함하는 기능성 반사 금속 보호층을 하나 이상 추가로 포함할 수 있으며, 이 기능성 반사 금속 보호층은 상기 제1 흐림 방지층과 기능성 반사 금속층 사이에, 또는 상기 기능성 반사 금속층과 제2 흐림 방지층 사이에, 또는 상기 제1 흐림 방지층과 기능성 반사 금속층 사이 및 상기 기능성 반사 금속층과 제2 흐림 방지층 사이에 존재할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 유리 기판 상에, 제1 유전체층; Sn, Nb, Al, Sb, Mo, Cr, Ti 및 Ni 로부터 선택된 하나 이상의 원소가 함유된 Zn계 산화물을 포함하는 제1 흐림 방지층; 적외선 또는 태양 복사선을 반사하는 기능성 반사 금속층; Sn, Nb, Al, Sb, Mo, Cr, Ti 및 Ni 로부터 선택된 하나 이상의 원소가 함유된 Zn계 산화물을 포함하는 제2 흐림 방지층; 및 제2 유전체층을 코팅하는 단계들을 순차적으로 포함하는, 열처리 가능한 저방사 유리의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 바람직한 일 구체예에 따른 저방사 유리 제조방법은, 기능성 반사 금속층에 접한 층으로서 질화 또는 산화되지 않거나 50 mol% 이하로 질화 또는 산화된 Ni, Cr 또는 Ni-Cr 합금을 포함하는 기능성 반사 금속 보호층을 코팅하는 단계를, 상기 제1 흐림 방지층 코팅 단계와 기능성 반사 금속층 코팅 단계 사이에, 또는 상기 기능성 반사 금속층 코팅 단계와 제2 흐림 방지층 코팅 단계 사이에, 또는 상기 제1 흐림 방지층 코팅 단계와 기능성 반사 금속층 코팅 단계 사이 및 상기 기능성 반사 금속층 코팅 단계와 제2 흐림 방지층 코팅 단계 사이에 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 가시광 투과율이 70% 이상이고, 열처리 후 흐림 현상이 없으며, 후 열처리 가공이 가능한 저방사 유리를 용이하게 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 저방사 유리에 포함되는 각 구성층의 특징을 상세히 설명하면 아래와 같다.

먼저 유리 기판으로는 예컨대 건축용 혹은 자동차용 소다라임 유리와 같은 통상의 유리를 제한 없이 사용할 수 있다. 또한, 사용목적에 따라 2mm ~ 10mm의 두께를 가지는 유리를 자유롭게 사용할 수 있다.

제1 및 제2 유전체층은 강화, 굽힘 등의 열처리시 기능성 반사 금속층으로 전달되는 열, 산소 및/또는 이온을 차단하는 역할을 한다. 본 발명에 있어서 제1 및 제2 유전체층의 재료로는 Si의 질화물, 또는 질화산화물, 예컨대 Si_xN_y, Si_xN_yO_z (x=1~3, 0<y≤4, 0<z≤4) 등이 바람직하며, 그 중 Si₃N₄가 가장 바람직하다. 제1 및 제2 유전체층의 두께는 각각 10~55 nm의 범위인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 제1 유전체층이 20~45 nm의 두께를, 그리고 제2 유전체층이 30~55 nm의 두께를 가지는 것이 좋다. 만일 제1 및 제2 유전체층 각각의 두께가 10 nm 미만이면 코팅막의 내구성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 55 nm를 초과하면 가시광 투과율이 낮아지는 문제가 있을 수 있다.

제 1 및 제 2 흐림 방지층은 Sn, Nb, Al, Sb, Mo, Cr, Ti 및 Ni 로부터 선택된 하나 이상의 원소가 함유된 Zn계 산화물을, 보다 바람직하게는 Sn 및 Al이 함유된 Zn계 산화물을 포함하며, 열처리시 기능성 반사 금속층이 높은 열로 인해 뭉침(agglomeration)이나 흐림(haze) 현상이 나타나는 것을 억제해 준다. 기능성 반사 금속 보호층이 존재하는 경우에는 600℃ 이상의 높은 온도의 열처리 과정에서 흐림 방지층의 O₂가 기능성 반사 보호층으로 확산해 감으로써 기능성 반사 보호층의 금속 원소가 산화되어 열처리 후 가시광 투과율을 예컨대 70% 이상으로 높일 수 있도록 한다. 또한 Zn 유전체층의 결정성은 Zn유전체층 위에 Ag층이 증착될 시에 Ag 층이 결정화가 잘 이루어질 수 있도록 유도한다. 따라서 이러한 Zn 유전체층은 Ag막이 안정화할 수 있도록 도움으로써, Ag막이 열처리시에 상하부 유전막으로 확산되는 것과 뭉침과 같은 광학적 결함이 발생하는 것을 억제함으로써 코팅막의 흐림을 방지하는 역할을 한다.

제1 및 제2 흐림 방지층의 두께는 공히 1~10 nm의 범위인 것이 바람직하다. 흐림 방지층의 두께가 1 nm 미만이면 투과율이 낮아지는 문제가 있을 수 있고, 10nm를 초과하면 열처리시 코팅막의 흐림이 증가되는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 저방사 유리에 바람직하게 포함되는 기능성 반사 금속 보호층은 강화, 굽힘 등의 열처리시 유리에서 확산되는 Na 및 공기중의 O₂의 이동을 방해하는 장벽(barrier) 역할을 하며, 최종적으로 기능성 반사 금속층으로 침투하는 O₂를 흡수하는 중요한 기능을 한다. 기능성 반사 금속 보호층의 재료로는, 질화 또는 산화되지 않거나 50 몰% 이하의 비율로 질화 또는 산화된 Ni, Cr, 또는 Ni-Cr 합금이 사용된다. Ni-Cr 합금의 경우 Ni와 Cr의 중량비는 바람직하게는 90:10~70:30, 더욱 바람직하게는 80:20이다. Ni, Cr, 또는 Ni-Cr 합금이 질화 또는 산화된 경우, 그 질화 또는 산화 비율이 이들 금속 총량 100 몰% 기준으로 50 몰%를 초과하면, 막 형성시 과도한 질화 또는 산화로 인하여 흡수계수(K, Extinction coefficient)가 증가하고 막의 흡수율이 높아져서, 결국 가시광 투과율이 저하되는 문제가 있다. Ni, Cr, 또는 Ni-Cr 합금이 질화 또는 산화된 경우 바람직한 질화 또는 산화 비율은 10~50 몰%이며, 더 바람직하게는 20~40 몰%이다. 또한 기능성 반사 금속 보호층 이 두개 이상 존재하는 경우 이들은 같을 수도 있고, 서로 다를 수도 있으며, 그 두께는 공히 0.8~5 nm의 범위인 것이 열처리후 흐림 현상 개선 및 가시광 투과율의 측면에서 바람직하다.

기능성 반사 금속층은 태양복사선을 선택적으로 투과 및 반사시키는 역할을 한다. 본 발명에 있어서 기능성 반사 금속층의 재료로는 Ag, Au, Cu 등이 가능하며, Ag(은)이 가장 바람직하다. 저방사 유리의 기능성 반사 금속층에는 높은 전기전도도, 가시광선 영역에서의 낮은 흡수율, 좋은 내구성 등이 요구되는데 이에 가장 잘 부합하는 것이 Ag(은)이다. 기능성 반사 금속으로서 은이 사용되는 경우 내구성 향상을 위해 일부 원소를 첨가할 수 있는데, 그 투입량이 지나치게 많아지면 저방사 성능이 떨어지게 되므로 주의해야 한다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 바람직하게는 기능성 반사 금속으로서 Ni, Pd, Pt, Cu 및 Au 중에서 선택된 원소 0.5 ∼ 5 중량%가 도핑된 은(Ag)을 사용한다. 은(Ag)에 도핑되는 상기 원소의 함량이 0.5 중량% 미만일 경우에는 원하는 수준의 내구성 향상이 어려워질 수 있고, 5 중량%를 초과하면 적외선 영역을 반사하는 성능이 떨어질 수 있다. 기능성 반사 금속층의 두께는 5 ~ 30 nm 인 것이 바람직한데, 이 두께가 5 nm 미만일 경우에는 저방사 성능이 충분치 못하게 될 우려가 있고, 30 nm 초과하면 가시광선 반사율이 지나치게 높아져서 개방감을 저하시킬 수 있다.

본 발명의 저방사 유리는 상기 설명한 기능성 층들 이외에도, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 저방사 유리에 통상적으로 채택되는 기능성 층들을 더 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 저방사 유리는 상기 설명한 일련의 기능성 층들을 순차적으로 포함하는 다층구조를 2개 이상 반복하여 포함할 수 있다.

본 발명의 저방사 유리는, 유리 기판 상에, 제1 유전체층; Sn, Nb, Al, Sb, Mo, Cr, Ti 및 Ni 로부터 선택된 하나 이상의 원소가 함유된 Zn계 산화물을 포함하는 제1 흐림 방지층; 적외선 또는 태양 복사선을 반사하는 기능성 반사 금속층; Sn, Nb, Al, Sb, Mo, Cr, Ti 및 Ni 로부터 선택된 하나 이상의 원소가 함유된 Zn계 산화물을 포함하는 제2 흐림 방지층; 및 제2 유전체층을 코팅하는 단계들을 순차적으로 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 구체예에 따르면, 상기 설명한 바와 같은 기능성 반사 금속 보호층을 제1 흐림 방지층의 코팅 후 기능성 반사 금속층의 코팅 전에, 또는 기능성 반사 금속층의 코팅 후 제2 흐림 방지층의 코팅 전에, 또는 제1 흐림 방지층 코팅 후 기능성 반사 금속층 코팅 전 및 기능성 반사 금속층 코팅 후 제2 흐림 방지층 코팅 전에 추가로 형성시킬 수 있다.

본 발명의 다른 일 구체예에 따르면, 유리 기판 상에, 상기 설명한 제1 유전체층; 제1 흐림 방지층; 임의로 제1 기능성 반사 금속 보호층; 기능성 반사 금속층; 임의로 제2 기능성 반사 금속 보호층; 제 2 흐림 방지층; 및 제2 유전체층의 순차적 코팅을 2회 이상 반복하여 저방사 유리를 제조할 수도 있다.

전형적으로, 본 발명의 저방사 유리는 진공 스퍼터링 방식을 따라 다음과 같은 절차로 제조될 수 있다. 먼저, 유리기판을 진공 챔버 내에 넣고 진공도가 5 × 10^-7 ~ 9 × 10^-5 torr가 될 때까지 배기하여 진공을 형성시킨다. 진공 챔버 내에 아 르곤(Ar), 산소(O₂), 질소(N₂) 가스 등을 도입한 후 2개의 전극간에 직류 또는 교류전압을 가하면 방전이 일어나게 되고, 기체의 플라즈마가 생김에 따라 기판상에 적층시키고자 하는 금속타겟이 설치된 음극에 기체 이온이 충돌하면서 금속타겟으로부터 원자를 방출시켜 기판상에 적층시킨다. 적층하고자 하는 코팅막의 종류에 따라 적절한 기체를 도입하고, 각 코팅막의 증착속도 및 스퍼터링 공정에 노출되는 시간을 적절히 조절하여 성막하고자 하는 코팅막의 두께를 적절히 제어한다. 이때 기판의 온도에는 특별한 제한이 없다.

본 발명의 저방사 유리는 도 2에 나타낸 바와 같은 마그네트론(Cylindrical-Magnetron, C-Mag) 스퍼터 코팅기를 사용하여 기능성 층들을 유리 기판 위에 순차적으로 코팅함으로써 제조될 수 있다. 도 2의 스퍼터 코팅기에 있어서, t 1~12는 모두 제1 및 제2 유전체층을 형성하기 위한 타겟, 예컨대 Si_xN_y을 코팅하는데 사용되는 실리콘 관형 타겟이고, P1 및 P5는 제1 및 제2 흐림 방지층 형성용 타겟, 예컨대 Al과 Sn이 함유된 Zn 타겟이며, P2 및 P4는 기능성 반사 금속 보호층 형성용 타겟, 예컨대 NiCr 타겟(Ni:Cr = 80:20)이고, P3는 기능성 반사 금속층 형성용 타겟, 예컨대 Ag 타겟이다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 유리 기판이 도 2의 스퍼터 코팅기에 투입되고, 영역(ZONE) 1에서부터 7까지 이동하면서 각각의 기능성 층들이 순차적으로 코팅된다. 각 층의 두께는 유리 기판의 이동속도 및/또는 각 타겟의 전압조절에 의한 스퍼터링 속도 등을 조절함으로써 용이하게 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 저방사 유리의 가시광 투과율은, 투명유리 기판의 두께가 6mm일 때 380~780 nm의 D65 표준 광원으로, 열처리전 측정시 바람직하게는 68% 이상, 더 바람직하게는 70% 이상이고, 열처리후 측정시 바람직하게는 70% 이상, 더 바람직하게는 74% 이상이다.

또한, 본 발명의 저방사 유리는 바람직하게는, 면저항이 13Ω/sq 이하이고, 방사율이 0.15 이하이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 이들 실시예에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한되는 것은 결코 아니다.

[실시예]

실시예 1

도 2에 나타낸 바와 같은 마그네트론(C-Mag) 스퍼터 코팅기를 사용하여, 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성 및 두께를 갖는 막이 형성된 저방사 유리를 제조하였다.

6mm 두께 투명유리에 먼저 제1 유전체층(Si₃N₄)을 질소/아르곤(질소 80%/아르곤 20%) 분위기 하에서 두께 25 nm로 코팅하였다. 이어서 제1 흐림 방지층(ZnSnAlO)을 7nm 두께로, 이어서 제1 기능성 반사 금속 보호층으로 산소/아르곤(산소:아르곤 = 30:70) 분위기 하에서 산화율 50 몰% 이하의 NiCrO_x(0.3≤x≤0.4) 막을 2nm 두께로 차례로 코팅하고, Ag 금속층을 아르곤 100% 분위기 하에서 두께 8.5 nm로 코팅하였다. 다음으로 제2 기능성 반사 금속 보호층으로 산소/아르곤(산소:아르곤 = 20:80) 분위기 하에서 산화율 50 몰% 이하의 NiCrO_x(0.2≤x≤0.3) 막을 1nm 두께로 코팅하였고, 이어서 제2 흐림 방지층(ZnSnAlO)을 7 nm로 코팅하였다. 그 후 제2 유전체층(Si₃N₄)을 질소/아르곤 (질소 80%/아르곤 20%) 분위기 하에서 두께 35 nm로 코팅하였다.

실시예 2

제1 기능성 반사 금속 보호층을 코팅하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 저방사 유리를 제조하였다.

실시예 3

제1 기능성 반사 금속 보호층과 제 2 기능성 반사 금속 보호층을 질소/아르곤 (질소:아르곤 = 30:70) 분위기 하에서 질화율 30 몰% 이하의 NiCrNx (0.2≤x≤0.3) 로 바꾸고, 제 1 기능성 반사 금속 보호층 두께를 2nm에서 1nm로 바꾼 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 저방사 유리를 제조하였다.

실시예 4

제 1 기능성 반사 금속 보호층 두께를 2nm에서 1nm로 바꾼 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 저방사 유리를 제조하였다.

실시예 5

제1 기능성 반사 금속 보호층과 제 2 기능성 반사 금속 보호층을 질소/아르곤 (질소:아르곤 = 40:60) 분위기 하에서 질화율 40 몰% 이하의 NiCrNx(0.2≤x≤0.3)로 바꾼 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 저방사 유리를 제조하였다.

실시예 6

제2 기능성 반사 금속 보호층을 코팅하지 않은 것과 흐림 방지층을 ZnAlSnOx(0.9≤x≤1)막으로 바꾼 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 저방사 유리를 제조하였다.

실시예 7

유전체층을 SiOxNy(x=1.42, y=1.15)막으로 바꾼 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 저방사 유리를 제조하였다.

비교예 1 및 2

실시예 1과 동일한 조건으로, 하기 표 2에 나타낸 바와 같은 조성 및 두께를 갖는 막이 형성된 저방사 유리를 비교예 1 및 2로서 각각 제조하였다.

강화유리 생산시 사용되는 일반적인 강화로에서 상하부 온도를 약 620~720 ℃ 의 온도로 유지한 상태에서 통과시켜 약 5분 동안 가열한 뒤 급냉하는 조건으로 상기 제조된 실시예 및 비교예의 유리 샘플들을 열처리하였다.

열처리 전후 각각 380~780 nm의 D65 표준 광원으로 KS L 2514 규격에 따라 가시광 투과율을 측정하였고, 표면저항 측정기(4 POINT PROBE)를 통해 면저항을 측정(ASTM F390-78 규격)하였으며, 방사율 측정기(적외선 분광기 FT-IR)를 통해 방사율을 측정(KS L 2514 규격)하였다.

면저항은 기능성 반사 금속층인 Ag에 의하여 측정되는 값으로서 열처리 후에도 저방사 유리로서의 성능을 지속적으로 가지고 있는가를 알려주며, 낮을수록 성능이 우수함을 나타낸다. 방사율은 Ag 에 의한 5 ~ 50 ㎛ 적외선 영역에서의 반사율 값을 가지고 계산되며, 방사율이 낮을수록 성능이 우수함을 나타낸다.

흐림도의 계산은 ASTM D1003에 의한 방법으로 하였으며, 흐림성의 수치는 전체 빛의 투과량과 산란된 샘플을 통하여 투과량의 비율을 통해 계산하였다. 그에 대한 식은 아래와 같이 표현되고, 흐림(haze)대한 값은 열처리 전후 각각 380~780 nm의 D65 표준 광원으로 가시광선 영역대인 380nm에서 780nm 사이에서 측정하였으며, 수치가 낮을수록 흐림 정도가 약한 것으로 정의된다.

흐림도(Haze) % = Td/Tt * 100

상기 식에서,

Td = 흐트러진 투과빛의 양 = [ T4-T3(T2-T1)]/T1

Tt = T2/T1 = 샘플을 통과한 투과량/입사량

T1 = 입사량

T2 = 샘플을 통과한 투과량

T3 = 측정을 위한 기구에 의해 흐트러진 빛의 양

T4 = 측정을 위한 기구와 샘플에 의해 흐트러진 빛의 양

각 유리 샘플에 대한 상기 항목 측정 결과를 하기 표 3에 나타내었다

표3에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예에 의해 제조된 저방사 유리는 열처리 후에도 우수한 가시광선 투과율 및 현저히 개선된 흐림성을 나타내었다. 반면 비교예의 저방사 유리는 열처리 전에는 실시예 유리와 동등한 물성을 나타냈으나, 열처리를 거치는 동안 기능성 반사 금속층인 Ag 막이 산화 및 파괴되어 열처리 후 가시광선 투과율 및 흐림성이 현저히 열악해졌다.

도 1은 본 발명의 열처리 가능한 저방사 유리의 층구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 저방사 유리를 제조하기 위한 코팅 장치 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 순차적 코팅을 두번 반복하여 얻어진 저방사 유리의 층구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

Claims

유리 기판 상에 순차적으로 코팅된, 제1 유전체층; Sn, Nb, Al, Sb, Mo, Cr, Ti 및 Ni 로부터 선택된 하나 이상의 원소가 함유된 Zn계 산화물을 포함하는 제1 흐림 방지층; 적외선 또는 태양 복사선을 반사하는 기능성 반사 금속층; Sn, Nb, Al, Sb, Mo, Cr, Ti 및 Ni 로부터 선택된 하나 이상의 원소가 함유된 Zn계 산화물을 포함하는 제2 흐림 방지층; 및 제2 유전체층을 포함하는, 열처리 가능한 저방사 유리.
제1항에 있어서, 기능성 반사 금속층에 접한 층으로서 질화 또는 산화되지 않거나 50 mol% 이하로 질화 또는 산화된 Ni, Cr 또는 Ni-Cr 합금을 포함하는 기능성 반사 금속 보호층을 하나 이상 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 가능한 저방사 유리.
제2항에 있어서, 기능성 반사 금속 보호층은 상기 제1 흐림 방지층과 기능성 반사 금속층 사이에, 또는 상기 기능성 반사 금속층과 제2 흐림 방지층 사이에, 또는 상기 제1 흐림 방지층과 기능성 반사 금속층 사이 및 상기 기능성 반사 금속층과 제2 흐림 방지층 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는, 열처리 가능한 저방사 유리.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 유전체층의 재료는 각각 독립적으로 Si의 질화물 또는 질화산화물인 것을 특징으로 하는, 열처리 가능한 저방사 유리.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 흐림 방지층은 각각 독립적으로 Sn 및 Al이 함유된 Zn계 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 가능한 저방사 유리.
제1항에 있어서, 상기 기능성 반사 금속층은 Ni, Pd, Pt, Cu 및 Au 중에서 선택된 원소 0.5 ∼ 5 중량%가 도핑된 은(Ag)으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 열처리 가능한 저방사 유리.
제1항에 있어서, 투명유리 기판의 두께가 6mm일 때 380~780 nm의 D65 표준 광원으로 측정한 가시광 투과율이 열처리전에는 70% 이상이고 열처리후에는 74% 이상인 것을 특징으로 하는, 열처리 가능한 저방사 유리.
제1항에 있어서, 면저항이 13Ω/sq 이하이고, 방사율이 0.15 이하인 것을 특징으로 하는, 열처리 가능한 저방사 유리.
유리 기판 상에, 제1 유전체층; Sn, Nb, Al, Sb, Mo, Cr, Ti 및 Ni 로부터 선택된 하나 이상의 원소가 함유된 Zn계 산화물을 포함하는 제1 흐림 방지층; 적외선 또는 태양 복사선을 반사하는 기능성 반사 금속층; Sn, Nb, Al, Sb, Mo, Cr, Ti 및 Ni 로부터 선택된 하나 이상의 원소가 함유된 Zn계 산화물을 포함하는 제2 흐림 방지층; 및 제2 유전체층을 코팅하는 단계들을 순차적으로 포함하는, 열처리 가능한 저방사 유리의 제조방법.
제9항에 있어서, 기능성 반사 금속층에 접한 층으로서 질화 또는 산화되지 않거나 50 mol% 이하로 질화 또는 산화된 Ni, Cr 또는 Ni-Cr 합금을 포함하는 기능성 반사 금속 보호층을 코팅하는 단계를, 상기 제1 흐림 방지층 코팅 단계와 기능성 반사 금속층 코팅 단계 사이에, 또는 상기 기능성 반사 금속층 코팅 단계와 제2 흐림 방지층 코팅 단계 사이에, 또는 상기 제1 흐림 방지층 코팅 단계와 기능성 반사 금속층 코팅 단계 사이 및 상기 기능성 반사 금속층 코팅 단계와 제2 흐림 방지층 코팅 단계 사이에 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 가능한 저방사 유리의 제조방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 순차적 코팅을 2회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는, 열처리 가능한 저방사 유리의 제조방법.
제9항에 있어서, 실리콘 관형 마그네트론 스퍼터 코팅기를 사용하여 제1 및 제2 유전체층을 코팅하는 것을 특징으로 하는, 열처리 가능한 저방사 유리의 제조방법.