KR20110069098A - 적어도 하나의 반사방지 코팅을 포함하는 다중 글레이징 유닛 및 다중 글레이징 유닛에 반사방지 코팅의 사용 - Google Patents

적어도 하나의 반사방지 코팅을 포함하는 다중 글레이징 유닛 및 다중 글레이징 유닛에 반사방지 코팅의 사용 Download PDF

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Abstract

본 발명은 2개의 기판 사이에 가스로 채워진 적어도 2개의 중간 공동(15,25)들이 각각 놓여 있고 프레임 구조(90)에 의해 서로 결합된 적어도 3개의 기판(10,20,30)을 포함하는 다중 글레이징 유닛(100)에 있어서, 적어도 하나의 기판(10,20,30)은 가스로 채워진 중간 공동(15,25)과 접촉하는 적어도 하나의 면(11,19,21,29)에, 상기 가스로 채워진 중간 공동(15,25)에 대하여 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가지는 단열 필름(14,26)과 면대면이 마주보게 반사방지 필름(18,22)을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 글레이징 유닛에 관한 것이다.

Description

적어도 하나의 반사방지 코팅을 포함하는 다중 글레이징 유닛 및 다중 글레이징 유닛에 반사방지 코팅의 사용{MULTIPLE GLAZING UNIT INCLUDING AT LEAST ONE ANTI-GLARE COATING, AND USE OF AN ANTI-GLARE COATING IN A MULTIPLE GLAZING UNIT}
본 발명은 본 발명의 문맥 내에서 2개의 기판 사이에 가스로 채워진 적어도 2개의 중간 공동들이 각각 놓여 있고 프레임 구조에 의해 서로 결합된 유리 기판 유형의 적어도 3개의 기판을 포함하는 다중 글레이징 유닛에 관한 것이다.
본 발명은 보다 구체적으로 2개의 기판 사이에 가스로 채워진 2개의 중간 공동들이 각각 놓여 있고 프레임 구조에 의해 서로 결합된 3개의 기판을 포함하는 삼중 글레이징 유닛에 관한 것이다.
본 발명은 또한 단열 및/또는 태양광선 차단 다중 글레이징 유닛을 제조하는데 기판을 사용하는 것에 관한 것이다.
이들 다중 글레이징 유닛은 특히 공기 조화 부하(air-conditioning load)를 감소시키거나 및/또는 과도한 과열을 방지하거나(이 글레이징은 "태양광선 제어" 글레이징이라고 불리운다) 및/또는 빌딩과 차량 승객 객실에 글레이징 면이 점점 더 많이 사용되는 것에 의해 야기되는 외부로 방사되는 에너지의 양을 감소시키기(이 글레이징은 "low-E" 또는 "낮은 방사율" 글레이징이라고 불리운다) 위하여 빌딩과 차량에 장착하도록 동등하게 의도될 수 있다.
이들 글레이징 유닛은 또한 예를 들어 가열 글레이징 또는 전기변색 글레이징과 같은 특정 기능성을 가지는 글레이징으로 통합될 수 있다.
단열 및/또는 태양광선 차단 특성을 기판에 제공하는 알려진 한 가지 유형의 박층 스택은 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가지는 기능성 금속 층, 특히 실버(silver) 또는 실버를 포함하는 금속 합금에 기초한 금속 기능성 층으로 이루어진다.
이런 유형의 박층 스택에서 기능성 층은 이에 따라 질화물 유형과, 특히 실리콘 질화물 또는 알루미늄 질화물 또는 산화물 유형의 유전체 물질로 각각 만들어진 일반적으로 수 개의 층을 각각 포함하는 2개의 유전체 필름들 사이에 놓여있다. 광학적 관점에서, 금속 기능성 층의 측면에 있는 이들 필름의 목적은 이 금속 기능성 층이 "반사하는 것을 방지"하는 것이다.
그러나, 종종 각 유전체 필름과 금속 기능성 층 사이에 차단 필름(blocker film)이 삽입되며, 기판을 향해 기능성 층 아래에 배치된 차단 필름은 벤딩(bending) 및/또는 템퍼링(tempering) 유형의 선택적인 고온 열 처리 동안 이 기능성 층을 보호하며, 기판과 반대 쪽 기능성 층에 배치된 차단 필름은 상부 유전체 필름의 증착 동안 그리고 벤딩 및/또는 템퍼링 유형의 선택적인 고온 열 처리 동안 이 기능성 층이 열화되는 것을 방지한다.
현재, 실버에 기초한 단일 기능성 층(이후 "기능성 단일층 코팅"이라고 언급한다)을 가지는 low-E 박막 필름 박층 스택들은 이들이 16mm의 두께를 가지는 90% 아르곤과 10% 공기를 함유하는 가스로 채워진 공동으로 분리된 2개의 4mm 유리 시트로 구성되고, 이들 시트 중 하나의 시트, 즉 빌딩에 입사하는 태양광선의 입사 방향을 고려할 때 빌딩의 내부 쪽에서 가장 먼 시트에서 가스로 채워진 공동을 향하는 면{4-16/(Ar-90%)-4의 구성이고, 여기서 기능성 단일층 코팅이 "면 3"이라고 불리우는 내부 면에 있다}에 기능성 단일층 코팅이 코팅된 종래의 이중 글레이징 유닛에 장착될 때,
- 약 75 내지 80% 또는 이를 초과하는 가시광선 투과율(TL )과;
- 약 20 내지 10% 또는 그 미만의 가시광선 반사율(RL)과;
- 적어도 0.6, 약 0.63 내지 0.68 또는 이를 초과하는 태양광선 지수(solar factor)(또한 "g-값"이라고 불리움)와;
- 1.5 이하, 약 1.2 내지 1.1 또는 그 보다 약간 미만의 열전달 계수(또한 "U-값"이라고 불리움)
를 가진다.
3중 글레이징 구조에서 단열 필름을 지지하는 기판은 가장 바깥쪽 면을 숫자 1이라고 표시할 때 태양광선이 입사하여 그 숫자가 증가하는 순서로 면을 통해 지나가는 것으로 고려할 때 면 2 및/또는 면 3 및/또는 면 5에 있을 수 있다.
그러나, 이 (또는 이들) 단열 필름(또는 필름들)을 통합하는 것에 의해, 열 전달 계수를 감소시킴으로써 단열을 효과적으로 개선시킬 수 있지만, 이 경우에는 가시광선의 투과율이 감소하고 g-값이 또한 감소한다.
따라서, 다중 글레이징 유닛은 전술된 것과 같은 이중 글레이징 유닛보다 가시광선에 덜 투명하게 보이며 태양광선을 통한 하우징 내부의 에너지 절감이 더 낮다.
본 발명의 목적은 개선된 단열을 갖는 이중 글레이징 유닛의 것과 적어도 유사한 광 투과율과 g-값으로 높은 광투과율과 높은 g-값을 가지는 신규한 유형의 다중 글레이징 유닛을 개발함으로써 종래 기술의 단점을 해소하는 것이다.
따라서, 본 발명의 일 주제는 최광의 측면에서 특허청구범위 제1항에 한정된 다중 글레이징 유닛이다. 이 글레이징 유닛은 2개의 기판 사이에 가스로 채워진 적어도 2개의 중간 공동들이 각각 놓여 있고 프레임 구조에 의해 서로 결합된 적어도 3개의 기판을 포함하며, 적어도 하나의 기판은 가스로 채워진 중간 공동과 접촉하는 적어도 한 면에 가스로 채워진 공동에 대하여 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가지는 단열 필름과 면대면이 마주보게 반사방지 필름을 구비한다.
"반사방지 필름"이라는 용어는 유리의 굴절률(굴절률 n은 약 1.5)과 공기의 굴절률(굴절률 n은 약 1) 사이에 평균 굴절률이 있거나 또는 이 범위에 정확한 굴절률이 있는 임의의 광학 간섭 소자 또는 시스템을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 문헌에서 여기서 언급된 광학적 굴절률(또한 "굴절률"이라고도 언급됨)은 통상적으로 550nm의 파장에서 측정된 것이다.
바람직하게는 가스로 채워진 중간 공동과 각각 접촉하는 2면을 가진 중앙 기판은 가스로 채워진 중간 공동과 접촉하는 적어도 한 면, 바람직하게는 두 면에 반사방지 필름을 구비한다.
바람직하게는 가스로 채워진 중간 공동들 전부에 대하여 면대면이 마주보게 하나의 기판의 한 면은 반사방지 필름을 가지고 다른 기판의 다른 면은 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가지는 단열 필름을 가진다.
일 변형예에서, 상기 단열 필름은 전기변색 시스템 타입의 활성 시스템을 포함하며, 다른 변형예에서, 상기 단열 필름은 low-E 또는 태양광선 제어 박층 스택을 포함하며, 이 박층 스택은 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가지는 적어도 하나의 기능성 층, 특히 실버 또는 실버를 포함하는 금속 합금에 기초한 적어도 하나의 금속 기능성 층을 포함한다.
상기 변형예의 문맥 내에서, 상기 박층 스택은 바람직하게는 실버 또는 실버를 포함하는 금속 합금에 기초한 적어도 하나의 금속 기능성 층과, 2개의 유전체 필름을 포함하며, 상기 2개의 필름은 각각 적어도 하나의 유전체 층을 포함하며, 상기 기능성 층은 2개의 유전체 필름들 사이에 배치되고, 상기 기능성 층은 이 기능성 층과 이 기능성 층 아래에 있는 유전체 필름 사이에 배치된 하부차단 필름 바로 위에 선택적으로 증착되며, 상기 기능성 층은 이 기능성 층과 이 기능성 층 위에 있는 유전체 필름 사이에 배치된 상부차단 필름 바로 아래에 선택적으로 증착된다.
실버 또는 실버를 포함하는 금속 합금에 기초한 단일 금속 기능성 층을 포함하는 박층 스택을 사용하는 것이 또한 가능하며, 상기 기능성 층 아래에 있는 유전체 필름(즉, 박층 스택을 지지하는 기판과 기능성 층 사이에 위치된)의 광학적 두께는 바람직하게는 기능성 층 위에 있는 유전체 필름의 광학적 두께보다 더 크고, 위에 있는 유전체 필름의 광학적 두께에 대한 아래에 있는 유전체 필름의 광학적 두께의 비는 1.05와 1.4를 포함하여 1.05 내지 1.4 사이에 있고 선택적으로 1.08과 1.3을 포함하여 1.08 내지 1.3 사이에 있다.
상기 해법에 추가하여 또는 이와는 독립적으로 또한 실버 또는 실버를 포함하는 금속 합금에 기초한 단일 금속 기능성 층을 포함하는 박층 스택을 사용하는 것이 가능하며, 상기 기능성 층 아래에 있는 유전체 필름은 바람직하게는 고 굴절률 유전체 층을 포함하며, 이 고 굴절률 층은 2.2보다 큰 굴절률, 바람직하게는 2.3과 2.8을 포함하여 2.3 내지 2.8 사이의 굴절률, 선택적으로 2.4와 2.7을 포함하여 2.4 내지 2.7 사이의 굴절률을 구비한다.
본 발명은 또한 특허청구범위 제8항에 언급된 사용에 관한 것이다. 따라서, 2개의 기판 사이에 가스로 채워진 적어도 2개의 중간 공동이 각각 놓여 있고 프레임 구조에 의해 서로 결합된 적어도 3개의 기판을 포함하는 본 발명에 따른 다중 글레이징 유닛을 제조하기 위해 적어도 하나의 기판의 적어도 한 면에 반사방지 필름이 사용되고, 이 반사방지 필름은 가스로 채워진 중간 공동과 접촉하고 가스로 채워진 중간 공동에 대하여 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가지는 단열 필름과 면대면이 마주보게 배치된다.
이 사용의 문맥 내에서, 반사방지 필름을 가지는 면(들)은 바람직하게는 다중 글레이징 유닛의 중앙 기판의 면(들)이며, 상기 면들 각각은 가스로 채워진 중간 공동과 접촉해 있다.
바람직하게는, 가스로 채워진 중간 공동들 전부에 대하여 면대면이 마주보게 하나의 기판의 한 면은 반사방지 필름을 가지고, 다른 기판의 다른 면은 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가지는 단열 필름을 가진다.
이 사용의 하나의 변형예에서, 단열 필름은 전기변색 시스템 타입의 적어도 하나의 활성 시스템을 포함하며, 사용의 다른 변형예에서, 단열 필름은 low-E 또는 태양광선 제어 박층 스택을 포함하며, 이 박층 스택은 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가지는 적어도 하나의 기능성 층, 특히 실버 또는 실버를 포함하는 금속 합금에 기초한 적어도 하나의 금속 기능성 층을 포함한다.
상기 변형예의 문맥 내에서, 바람직하게는 상기 박층 스택은 실버 또는 실버를 포함하는 금속 합금에 기초한 적어도 하나의 금속 기능성 층과 2개의 유전체 필름을 포함하며, 상기 2개의 유전체 필름들 각각은 적어도 하나의 유전체 층을 포함하며, 상기 기능성 층은 2개의 유전체 필름들 사이에 배치되고, 상기 기능성 층은 이 기능성 층과 이 기능성 층 아래에 있는 유전체 필름 사이에 배치된 하부차단 필름 바로 위에 선택적으로 적층되고, 상기 기능성 층은 이 기능성 층과 이 기능성 층 위에 있는 유전체 필름 사이에 배치된 상부 차단 필름 바로 아래에 선택적으로 적층된다.
이 기능성 단일층 코팅이 low-E 코팅일 때 이 기능성 단일층 코팅은 낮은 시트 저항(그리하여 낮은 방사율), 높은 광 투과율 및 특히 박층 스택 측에서(그러나 또한 "기판 측"이라고 불리우는 반대측에서) 반사시 상대적으로 중성인 칼라를 가지며, 이들 특성은 바람직하게는 박층 스택이 벤딩 및/또는 템퍼링 및/또는 어닐링 유형의 하나 이상의 고온 열 처리를 거치는지에 상관없이 제한된 범위 내에 유지된다.
전술된 바와 같이 각 유전체 필름 내에 적어도 놓여있는 유전체 층은 1.6과 2.8을 포함하여 1.6 내지 2.8 사이의 굴절률 또는 고 굴절률의 유전체 층의 경우를 제외하고는 바람직하게는 1.9와 2.2를 포함하여 1.9 내지 2.2 사이의 굴절률을 구비한다.
본 발명에 따른 low-E 박층 스택은 (방사율과 직접 연관된) 기능성 층의 스퀘어당 옴 단위(ohms per square)의 시트 저항(R)이 10 ohms/□ 미만, 약 5 내지 3 ohms/□ 이 되도록 구성된다.
하나의 특정 변형예에서, 적어도 하나의 유전체 필름-아래에 있는 유전체 필름 및/또는 위에 있는 유전체 필름-은 선택적으로 알루미늄과 같은 적어도 하나의 다른 원소로 도핑된 실리콘 질화물에 기초한 적어도 하나의 유전체 층을 포함한다.
하나의 특정 변형예에서, 기판으로부터 가장 멀리 있는 것인, 아래에 있는 유전체 필름을 위한 상부코팅(overcoat)은 선택적으로 알루미늄과 같은 적어도 하나의 다른 원소로 도핑된 산화물에 기초한, 특히 아연 산화물에 기초한 습윤 층(wetting layer)이다.
가장 특정 변형예에서, 아래에 있는 유전체 필름은 혼합된 산화물로 만들어진 적어도 하나의 비정질 평활화 층(smoothing layer)을 포함하며, 상기 평활화 층은 위에 있는 결정질 습윤 층과 특히 아연 산화물에 기초한 층과 접촉한다.
바람직하게는 하부 차단 필름 및/또는 상부 차단 필름은 0.2 nm ≤ e ≤ 1.8 nm인 기하학적 두께(e)를 가지는 니켈(Ni) 또는 티타늄(Ti)에 기초한 박층을 포함한다.
하나의 특정 변형예에서, 적어도 하나의 니켈에 기초한 박층과 특히 상부 차단 필름의 층은 크롬(Cr)을 포함하며 바람직하게는 80중량% Ni과 20중량% Cr을 포함한다.
다른 특정 변형예에서, 적어도 하나의 니켈에 기초한 박층, 특히 상부 차단 필름의 층은 티타늄을 포함하며 바람직하게는 50중량% Ni과 50중량% Ti를 포함한다.
기판에서 가장 멀리 있는 것인, 위에 있는 유전체 필름을 위한 상부 코팅은 바람직하게는 화학양론이 부족하게 증착된 산화물에 기초하며 특히 선택적으로 최대 10중량%의 양으로 다른 원소로 도핑된 티타늄 산화물(TiOx)에 기초하거나 혼합된 주석 아연 산화물(SnZnOx)에 기초하거나 지르코늄 산화물(ZrOx)에 기초한다.
박층 스택은 이에 따라 상부 코팅, 즉 바람직하게는 화학량론이 부족하게 증착된 보호 층을 포함할 수 있다. 이 상부 코팅 또는 보호 층은 증착 후에는 박층 스택에서 본질적으로 화학량론에 맞게 산화된다.
바람직하게는 이 보호 층은 0.5 내지 10nm의 두께를 가진다.
본 발명에 따른 글레이징 유닛에서, 각 기판은 단일층일 수 있으며 투명하거나 특별히 투명(extra-clear)하거나 심지어 색조를 띨 수 있다.
본 발명에 따른 글레이징 유닛에서, 적어도 하나의 기판은 특히 다음 유형의 구조, 즉 유리/폴리머 시트(들)/유리의 구조를 가지는 적어도 하나의 열가소성 폴리머 시트와 유리 유형의 적어도 2개의 강성 기판을 조합한 적층된 구조를 가질 수 있다. 폴리머는 특히 폴리비닐 부티랄 PVB, 에틸렌/비닐 아세테이트 EVA, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 PET 및 폴리비닐 클로라이드 PVC에 기초할 수 있다.
본 발명에 따른 글레이징 유닛의 기판은 바람직하게는 반사방지 필름(들) 및/또는 단열 필름(들)에 손상 없이 열 처리를 거칠 수 있다.
이들 기판은 그리하여 선택적으로 굴곡되거나 및/또는 템퍼링된다.
유리하게, 본 발명은 이에 따라 이중 글레이징의 것에 매우 근접한 유리하게 매력적인 외관(TLvis ≥ 60%, RLvis ≤ 30%, 반사시 중성 컬러)을 가지지만, 유사한 이중 글레이징 유닛의 것과 유사한 g-값과 훨씬 우수한 단열 특성을 가지는 다중 글레이징 유닛, 특히 3중 글레이징을 제조하는 것을 가능하게 한다.
또한 유리하게는 다중 글레이징 유닛은 적어도 일 측면에 반사방지 필름을 포함하며 다른 측면에 가스로 채워진 중간 공동에 대하여 서로에 대하여 면대면이 마주보게 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가지는 단열 필름을 포함하며 이로 외부 공격으로부터 보호된다. 그리하여 이들 필름이 기계적으로 그리고 화학적으로 저항성을 구비할 필요가 없다.
나아가, 본 발명에 따른 글레이징 유닛은 낮은 개발 비용으로 유리한 에너지 특성을 가지고 제조하기에 용이하다.
본 발명의 상세사항 및 유리한 특징은 이후 첨부된 도면을 통해 도시되고 이후 비제한적인 실시예로부터 명백해 질 것이다.
- 도 1은 예 1에 따른 종래 기술의 이중 글레이징 유닛의 단면도.
- 도 2는 예 2에 따른 3중 글레이징 유닛의 단면도.
- 도 3은 본 발명에 따른 예 3의 3중 글레이징 유닛의 단면도.
- 도 4는 본 발명에 따른 예 4의 다른 3중 글레이징 유닛의 단면도.
- 도 5는 본 발명에 따른 4중 글레이징 유닛의 단면도.
- 도 6은 기능성 단일층 코팅을 구비하며, 이 기능성 단일층은 하부 차단 필름과 상부 차단 필름을 구비하고 상기 코팅은 선택적인 보호 필름을 더 구비하는 본 발명에 따른 단열 필름을 도시하는 도면.
이들 도면에서, 여러 요소들의 비율은 판독의 용이함을 위하여 축척에 맞게 그려져 있지 않다.
도 1은 다음 구성, 즉 4-16(Ar 90%)-4의 구성, 즉 16mm의 두께를 가지는 15 내지 90% 아르곤과 10%의 공기를 포함하는 가스로 채워진 중간 공동으로 분리된 기판(10,30)을 각각 형성하는 2개의 4mm의 투명한 유리 시트로 구성되고 전체 조립이 프레임 구조(90)에 의해 서로 결합된 종래 기술의 DGU(이중 글레이징 유닛)(80)의 구성을 도시한다.
유리 시트들 중 하나의 시트, 즉 기판(30)은 가스로 채워진 중간 공동을 향해 있는 내부 면(29)에 아래에 기술되는 기능성 단일층 코팅으로 구성된 단열 필름(26)으로 코팅되고, 이 시트는 도 1에서 좌측에서 우측으로 향하는 이중 화상표로 도시된 빌딩에 들어가는 태양광선의 입사 방향을 고려할 때 빌딩의 내부에 가장 가까운 시트(이 기능성 단일층 코팅은 이에 따라 "면 3"이라고 불리우는 내부면에 있다)이다.
이 구성은 아래 예 1을 구성한다.
도 6은 2개의 유전체 필름들, 즉 기판(30)의 방향으로 기능성 층(140) 아래에 위치된 아래에 있는 유전체 필름(120)과, 기판(30) 반대쪽 기능성 층(140) 위에 놓여있는 위에 있는 유전체 필름(160) 사이에 단일 기능성 층(140)이 놓여있는 유리 기판(30)에 증착된 기능성 단일층 코팅의 구조를 도시한다.
이들 2개의 유전체 필름(120,160)은 각각 적어도 하나의 유전체 층(122, 124, 126; 162, 164, 166)을 포함한다.
선택적으로, 한편으로는, 기능성 층(140)은 아래에 있는 유전체 필름(120)과 기능성 층(140) 사이에 배치된 하부 차단 필름(130) 위에 증착될 수 있으며, 다른 한편으로는, 기능성 층(140)은 기능성 층(140)과 위에 있는 유전체 필름(160) 사이에 배치된 상부 차단 필름(150) 바로 아래에 증착될 수 있다.
도 6은 하부 유전체 필름(120)이 3개의 유전체 층(122, 124 및 126)을 포함하고, 상부 유전체 필름(160)이 3개의 유전체 층(162, 164, 166)을 포함하고, 이 유전체 필름(160)은 선택적인 보호 층, 특히 산화물에 기초한 보호층, 특히 화학량론적으로 산소가 부족한 산화물에 기초한 보호층으로 종료하는 것을 도시한다.
아래 표 1은 아래 예 2 내지 예 4 전부에 사용된 단열 필름의 층들 각각의 나노미터 단위의 기하학적 두께(광학적 두께가 아니다)를 도시한다.
층 물질
166 SnZnOx:Sb 2
164 Si3N4:Al 25
162 ZnO:Al 5
150 Ti 1
140 Ag 10
126 ZnO:Al 5
124 TiO2 15
122 SnO2 15
아래에 있는 유전체 필름(120)은 주석 산화물(SnO2)(굴절률 n = 2.0)로 만들어진 유전체 층(122)과, 티타늄 산화물(TiO2)(굴절률 n = 2.4)로 만들어진 적어도 하나의 고 굴절률 유전체 층(124)을 포함하며, 상기 유전체 층(124)은 위에 있는 유전체 습윤층(126)과 접촉하여 실버의 결정화를 개선하는 것을 가능하게 하여 그 전도성을 개선시킨다.
이 박층 스택에서, 유전체 층(162)과 같은 습윤 층은 2중량% 알루미늄으로 도핑된 아연으로 구성된 금속 타깃으로 증착된 알루미늄 도핑된 아연 산화물(ZnO:Al)(굴절률 n = 1.9)로 만들어진다.
유전체 층(164)은 8중량% 알루미늄(굴절률 n = 2.0)으로 도핑된 실리콘 질화물(Si3N4)로 만들어진다.
유전체 층(166)은 여기서 안티몬 도핑된 혼합된 주석 아연 산화물(굴절률 n = 2.0)로 만들어진 말단 보호 층이며, 이 층은 각각 Zn/Sn/Sb에 대해 65/34/1의 질량비를 가지는 금속 타겟으로 증착된다.
아래에 있는 유전체 필름(120)의 광학적 두께는 15 × 2 + 15 × 2.4 + 5 × 1.9 = 75.5 nm이고, 위에 있는 유전체 필름(160)의 광학적 두께는 5 × 1.9 + 25 × 2 + 2 × 2 = 63.5이며, 이에 따라 광학적 두께의 비(e120/e160)는 1.19인 것을 볼 수 있다.
3중 글레이징 유닛(TGU)은 이에 기초하여 구성되었다.
3중 글레이징 유닛으로 구성된 다중 글레이징(100)의 예 2가 구성되었다. 도 2에 도시된 이 글레이징 유닛은 다음 구성, 즉 4-12 (Ar 90%)-4-12 (Ar 90%)-4의 구성을 가지며, 즉 이것은 12mm의 두께를 가지는 90% 아르곤과 10% 공기를 각각 포함하는 중간 가스층(15,25)에 의해 쌍으로 분리된 기판(10,20,30)을 각각 형성하며 전체 조립은 프레임 구조(90)에 의해 서로 결합된 3개의 4mm의 투명한 유리 시트로 구성된다.
이 3중 글레이징 유닛의 외부 2개의 기판(10,30)은 각각 가스로 채워진 중간 공동(15,25)을 향하는 내부면(11,29)에 전술된 기능성 단일층 코팅으로 형성된 단열 필름(14,26)으로 코팅되고, 기능성 단일층 코팅은 이에 따라 "면 2"와 "면 5"라고 불리우는 면에 있다.
이 3중 글레이징 유닛의 중앙 기판(20), 즉 2개의 면(19,21)이 가스로 채워진 중간 공동(15,25)과 각각 접촉하는 중앙 기판(20)의 이들 면들에는 어떤 필름도 코팅되지 않는다.
이 예 2는 낮은 U-값으로 나타난 바와 같이 예 1의 이중 글레이징 유닛의 것보다 더 우수한 단열성을 얻는 것을 가능하게 하지만, 이 글레이징의 광 투과율은 예 1의 이중 글레이징의 것보다 더 낮고 그 g-값 또한 더 낮다.
이 문제를 개선하기 위하여, 도 3에 도시된 3중 글레이징의 예 3이 본 발명에 따라 구성되었다. 이 3중 글레이징 유닛은 예 2와 같은 다중 글레이징 유닛 구성, 즉 4-12 (Ar 90%)-4-12 (Ar 90%)-4의 구성을 가지며, 즉 이 유닛은 12mm의 두께를 가지는 90% 아르곤과 10% 공기를 각각 포함하는 가스로 채워진 중간 공동(15,25)에 의해 쌍으로 분리된 기판(10,20,30)을 각각 형성하고 전체 조립이 프레임 구조(90)에 의해 서로 결합된 3개의 4mm의 투명한 유리 시트로 구성된다.
예 2의 경우에서처럼, 이 3중 글레이징 유닛의 외부 2개의 기판(10,30)은 가스로 채워진 중간 공동(15,25)을 향하는 내부면(11,29)에 전술된 기능성 단일층 코팅으로 구성된 단열 필름(14,26)으로 각각 코팅되고, 이 기능성 단일층 코팅은 이에 따라 "면 2"와 "면 5"라고 불리우는 면에 있다.
그러나, 예 3의 문맥 내에서, 가스로 채워진 중간 공동(15,25)과 각각 접촉하는 이 3중 글레이징 유닛의 중앙 기판(20)의 2개의 면(19,21)은 반사방지 필름(18,22)으로 각각 코팅된다.
이 예 3은 동일한 U-값으로 나타난 바와 같이 예 2의 단열성 만큼 우수한 단열성을 얻을 수 있게 하지만, 이 글레이징의 광 투과율은 예 2의 3중 글레이징의 것보다 더 높고 그 g-값 또한 더 높다. 그러므로, 예 1의 이중 글레이징 유닛의 것과 실질적으로 동일한 광 투과율과 g-값을 얻는 것이 가능하다.
도 4에 도시된 예 4의 3중 글레이징의 다른 예가 본 발명에 따라 구성되었다. 이 3중 글레이징 유닛은 예 2 및 예 3과 동일한 구성, 즉 4-12 (Ar 90%)-4-12 (Ar 90%)-4의 구성을 가지고, 즉 이 글레이징 유닛은 12mm의 두께를 가지고 90% 아르곤과 10% 공기를 각각 포함하는 가스로 채워진 중간 공동(15,25)에 의해 쌍으로 분리된 기판(10,20,30)을 각각 형성하며 전체 조립이 프레임 구조(90)에 의해 서로 결합된 3개의 4mm의 투명한 유리 시트로 구성된다.
그러나, 예 4의 문맥 내에서, 이 3중 글레이징 유닛의 기판(20,30)은 가스로 채워진 중간 공동(15,25)을 향하는 내부면(19,29)에 전술된 기능성 단일층 코팅으로 구성된 단열 필름(16,26)으로 각각 코팅되고, 이 기능성 단일층 코팅은 이에 따라 "면 3"과 "면 5"이라 불리우는 면에 있다. 나아가, 가스로 채워진 중간 공동(15,25)과 각각 접촉하는 이 3중 글레이징 유닛의 기판(10,20)의 2개의 면(11,21)은 각각 반사방지 필름(12,22)으로 코팅된다.
이 예 4는 예 3의 3중 글레이징 유닛의 것과 동일한 U-값과 높은 광 투과율로 나타난 바와 같이 예 3의 단열성만큼 우수한 단열성을 얻을 수 있게 하지만, 예 3의 것보다 훨씬 더 높은 g-값을 가진다.
본 발명에 따른 예에서, 반사방지 필름(12,18,22)은 다음 구조, 즉 기판/ Si3N4 / SiO2 / Si3N4 / SiO2를 가진 4개의 박층을 포함하는 박층 스택으로 구성된다.
이 필름은 이에 따라 기판으로부터 시작하여, 고굴절률 층, 저굴절률 층, 고굴절률 층 및 저굴절률 층을 연속적으로 구비한다.
상기 필름은 국제 특허 출원 WO 2007/104874호의 내용에 따라 제조되었다.
그러나, 이러한 박막 필름 코팅은 임의의 균등한 반사방지 필름, 특히 예를 들어 국제 특허 출원 WO 2008/059170호의 내용에 알려진 것과 같은 다공성 층에 기초한 임의의 반사방지 필름으로 대체될 수 있다.
그러한 박막 필름 코팅은 또한 예를 들어 미국 특허 US 2 490 662호에 알려진 것과 같이 에칭하여 유리 면을 처리하는 것으로 구성된 임의의 균등한 반사방지 필름으로 대체될 수도 있다. 따라서, 기판의 면 위에 약 50 내지 200nm의 두께, 바람직하게는 60 내지 150nm의 두께에 걸쳐 1.0 내지 1.3의 굴절률을 가지는 스켈레톤화된 실리케이트 구조를 생성하는 것이 가능하다.
아래 표 2는 예 1 내지 예 4의 주요 특성을 요약한 것이다:
층 예 1 예 2 예 3 예 4
TLvis(%) 80 74 79 79
RLvis (%) 12 15 10 10
g-값 0.63 0.6 0.62 0.66
U-값 1.1 0.7 0.7 0.7
상기 표에서, 제시된 광학적 및 에너지 특성은,
- TLvis, 즉 발광체(D65) 하에서 % 단위로 측정된 가시광선의 광 투과율(TL);
- RLvis , 즉 발광체(D65) 하에서 % 단위로 측정된 가시광선의 광 반사율(RL);
- g-값;
- W.m-2.K-1 단위의 U-값
이다.
일반적으로, 본 문헌에서,
- g-값은 태양광선 지수, 즉 입사하는 총 태양광선 에너지에 대해 글레이징을 통과해서 소정의 위치에 들어오는 총 에너지의 비율을 나타낸다. 그리하여 EN 410 표준에 따라 계산된 이 비율은 0과 1 사이에 있다.
- "K 지수" 라고도 종종 불리우는 U-값은 글레이징을 통한 열 전달 계수를 나타낸다. 이 값은 프레임 구조의 에지 효과를 고려하지 않고 단위 면적당 글레이징의 양측에 위치된 대기 사이의 단위 온도차에 대해 안정 상태에서 벽을 통해 지나가는 열의 양을 나타낸다. 이것은 일반적으로 여기서와 같이 EN 673 표준에 따라 계산되고 W.m-2.K-1 단위로 표현된다.
예 2, 예 3, 예 4의 경우에서 기판(10,20,30)은 브랜드명 DIAMANT 하에서 쌩-고뱅(Saint-Gobain )사에서 시판하는 특별히 투명한(extra-clear) 유리로 만들어진다는 것이 주목되어야 한다.
2', 3' 및 4' 로 넘버링된 이와 유사한 예들이 브랜드 명 PLANILUX 하에서 쌩-고벵사에서 시판하는 표준 유리 기판(10,20,30)을 사용하여 구성되었다.
이들 기판은 아래 표 3에서 요약한 특성을 얻을 수 있게 한다:
층 예 2' 예 3' 예 4'
TLvis (%) 70 75 75
RLvis(%) 14 9 9
g-값 0.55 0.57 0.60
U-값 0.7 0.7 0.7
나아가, g-값과 광 투과율은 3중 글레이징 유닛의 외부 면에, 즉 면 1 또는 면 6에 반사방지 필름을 추가함으로써 각각 적어도 1% 만큼 그리고 일반적으로 약 2%만큼 증가될 수 있고, 그리고 g-값과 광 투과율은 3중 글레이징 유닛의 2개의 외부 면에, 즉 면 1과 면 6에 반사방지 필름을 추가함으로써 각각 적어도 2% 만큼 그리고 일반적으로 약 4%만큼 증가될 수 있다는 것이 발견되었다.
5, 6, 7로 넘버링된 3개의 다른 예들이 전기변색 요소의 형태로 단열 필름(14)을 제조함으로써, 즉 단일 기판(10)을 특허 출원 EP 867 752 및 EP 831 360의 내용에 따라 단일(중복 없이) 전기변색 시스템 타입의 활성 시스템을 포함하는 적층된 기판으로 대체함으로써 예 1 내지 예 3에 기초하여 각각 구성되었다.
아래 표 4는 전기변색 시스템이 활성이 아닐 때 예 5 내지 예 7의 주요 특성을 요약한 것이다.
층 예 5 예 6 예 7
TLvis(%) 59 52 55
RLvis(%) 12 14 12
g-값 0.4 0.4 0.4
U-값 1.3 1 1
이러한 일련의 예들의 문맥 내에서, 본 발명에 따른 예 7의 3중 글레이징 유닛 해법은 실질적으로 동일한 U-값으로 나타난 바와 같이 본 발명에 따르지 않는 예 6의 3중 글레이징 유닛의 것만큼 우수한 단열을 얻을 수 있게 하지만, 예 7의 3중 글레이징 유닛의 광 투과율은 예 6의 3중 글레이징 유닛의 것보다 더 높고 그 g-값은 또한 동일하다: 그러므로 예 5의 이중 글레이징 유닛의 것과 실질적으로 동일한 g-값과 광 투과율을 얻는 것이 가능하다.
전기변색 시스템 타입의 활성 시스템을 포함하는 3중 글레이징 유닛에 반사방지 필름을 사용하는 것은 이에 따라 탈색된 상태에서 높은 투명도(가시광선의 광 투과율)를 유지할 수 있게 하고 탈색된 상태(bleached state)에서 높은 g-값을 얻을 수 있게 하여 빌딩을 위한 커튼 벽 글레이징에 매우 유리할 수 있다.
본 발명의 문맥 내에서, 활성 시스템은 일반적으로 전기변색 시스템이며, 보다 구체적으로 가변적인 에너지 및/또는 광학 특성을 가지는 유형의 전기적으로 제어가능한 시스템이다.
전기적으로 제어가능한 시스템은 특히 어두움/가시도 또는 단열/태양광선의 필터링 정도를 마음대로 변경하는 것이 가능한 글레이징을 얻을 수 있게 한다. 글레이징은 예를 들어 미국 특허 US 5 239 406호에 언급된 바와 같이 광 투과 또는 흡수를 조절하는 비올로겐 기반 글레이징(viologen-based glazing)일 수 있다.
전계의 작용 하에 우선 방향으로 이동할 수 있는 입자를 포함하는 마이크로 액적(microdroplets)이 분산되어 있는 폴리머 기반 필름을 포함하는 소위 "광 밸브" 시스템이 또한 있다. 이의 일례는 국제 특허 출원 WO 93/09460호에 기술되어 있다.
또한 상기 것과 유사한 동작 모드를 갖는 액정 시스템이 있다. 이들은 2개의 전도 층들 사이에 배치된 폴리머 필름을 사용하며 이 필름 내에는 액정의 액적들, 특히 포지티브 유전체 이방성을 가지는 네마틱 액정의 액적들이 분산되어 있다. 필름이 전압 하에 있을 때 액정은 우선 축을 따라 배향되어 시야를 허용한다. 전압 하에 없을 때, 필름은 산란 상태로 된다. 이의 예는 특허 EP-88 126, EP-268 877, EP-238 164, EP-357 234, EP-409 442 및 EP-964 288호에 기술되어 있다. 또한 특허 WO 92/19695호에 기술된 것과 같은 콜레스테릭 액정 폴리머와, 광 투과율(TL)의 변동을 스위칭하는 액정 시스템을 말할 수 있다.
또한 광 및 열 전달율이 조절될 수 있는 전기변색 글레이징이 있다. 이러한 글레이징은 특히 특허 EP-253 713 및 EP-670 346호에 기술되어 있고, 전해질은 폴리머 또는 겔의 형태이고, 다른 층은 미네랄 유형이다. 다른 유형의 글레이징은 특허 출원 EP-867 752, EP-831 360, WO 00/57243 및 WO 00/03289호에 기술되어 있으며, 전해질은 이때 본질적으로 미네랄 층의 형태이고, 시스템의 모든 층들은 본질적으로 미네랄이다: 이 유형의 전기변색 시스템은 공통적으로 "모두 고체 상태"인 전기변색 시스템이라고 언급한다. 또한 모든 층들이 폴리머 유형이 전기변색 시스템이 있는데 이는 "모두 폴리머"인 전기변색 시스템이라고 언급한다.
일반적으로, 전기변색 시스템은 전해질 층으로 분리되고 2개의 전기전도성 층들이 측면에 있는 2개의 전기변색 물질 층을 포함한다.
임의의 활성 시스템은 기판(10,20,30)일 수 있는 기판에 의해 지지된다. 또한 이것은 가스로 채워진 중간 공동 없이 미네랄 물질로 만들어졌는지 또는 플라스틱 물질로 만들어졌는지에 상관없이 적어도 하나의 다른 기판과 연관되거나 또는 심지어 수 개의 다른 기판과 연관될 수 있다. 이 경우에, 가스로 채워진 중간 공동이 없는 경우 시스템의 전체 조립은 본 발명의 의미에서 단열 필름을 형성하는 것으로 고려된다.
본 발명의 문맥 내에서 본문 전체에서 "층"이라는 용어는 최광의 의미로 취해져야 한다. 이것은 폴리머 필름이나 심지어 겔 필름의 형태를 취할 수 있는 가장 구체적으로 폴리머인 유기 물질과 같이 미네랄 물질로 만들어질 수도 있다. 이것은 소위 하이브리드 활성 시스템, 즉 유기 또는 폴리머 물질과 미네랄 및 무기 물질을 결합한 시스템일 수 있다.
기판(10)/SA1/공동(15)/기판(20)/공동(25)/SA2/기판(30) 유형의 3중 글레이징 구조를 고려하는 것도 가능하며, 여기서 SA1과 SA2는 2개의 동일한 활성 시스템 또는 2개의 서로 다른 활성 시스템이나 또는 심지어 2개의 상호 연결된 활성 시스템을 나타낸다.
본 발명의 문맥 내에서 적합한 활성 시스템의 예들은 특허 출원 EP 240 226 및 EP 1 775 625호에서도 찾아볼 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 4중 글레이징의 예를 도시한다. 이 4중 글레이징 유닛은 다음 구성, 즉 4-12 (Ar 90%)-4-12 (Ar 90%)-4-12 (Ar 90%)-4의 구성을 가지며, 즉 이것은 12mm의 두께를 가지는 90% 아르곤과 10% 공기를 포함하는 가스로 채워진 중간 공동(15,25,35)에 의해 쌍으로 분리된 기판(10,20,30,40)을 각각 형성하며 전체 조립이 프레임 구조(90)에 의해 서로 결합된 4개의 4mm의 투명한 유리 시트로 구성된다.
예 2의 경우에서와 같이, 이 4중 글레이징 유닛의 2개의 외부 기판(10,40)은 가스로 채워진 중간 공동(15,35)을 향하는 내부 면(11,39)에 전술된 기능성 단일층 코팅으로 구성된 단열 필름(14,36)으로 각각 코팅된다. 이 기능성 단일층 코팅은 "면 2"와 "면 7"이라고 불리우는 면에 있다.
이 4중 글레이징 유닛의 문맥 내에서, 가스로 채워진 중간 공동(15,25, 및 35)과 접촉하는 2개의 중앙 기판(20,30)의 4개의 면(19,21,29,31)은 반사방지 필름(18,22,28,32)으로 각각 코팅된다.
이 4중 글레이징 유닛은 예 3 및 심지어 예 4의 것보다 훨씬 더 우수한 단열성을 얻을 수 있게 하며, 이 예 3 및 예 4의 것과 실질적으로 동일한 광 투과율과 g-값을 가진다.
본 발명은 위에서 예로써 상술되었다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 청구항에 한정된 특허청구범위를 벗어남이 없이 본 발명의 여러 변형예를 생성할 수 있을 것이라는 것을 이해할 수 있을 것이다.
9, 11, 19, 21, 29, 31, 39, 41 : 면
10, 20, 30, 40 : 기판
12, 18, 22, 28, 32 : 반사방지 필름
14, 16, 26, 36 : 단열 필름
15, 25, 35 : 공동
80 : 이중 글레이징 유닛
90 : 프레임 구조
100 : 다중 글레이징 유닛
120 : 기능성 층 아래에 있는 유전체 필름
130 : 하부 차단 필름
140 : 기능성 층
150 : 상부 차단 필름
160 : 기능성 층 위에 있는 유전체 필름

Claims (10)

  1. 2개의 기판 사이에 가스로 채워진 적어도 2개의 중간 공동(15,25)들이 각각 놓여 있고 프레임 구조(90)에 의해 서로 결합된 적어도 3개의 기판(10,20,30)을 포함하는 다중 글레이징 유닛(100)에 있어서,
    적어도 하나의 기판(10,20,30)은 가스로 채워진 중간 공동(15,25)과 접촉하는 적어도 하나의 면(11,19,21,29)에, 상기 가스로 채워진 중간 공동(15,25)에 대하여 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가지는 단열 필름(14,16,26)과 면대면이 마주보게 반사방지 필름(12,18,22)을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 글레이징 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 가스로 채워진 중간 공동(15,25)과 각각 접촉하는 2개의 면(19,21)을 가진 중앙 기판(20)은 가스로 채워진 중간 공동과 접촉하는 적어도 하나의 면에, 바람직하게는 두 면(19,21)에 반사방지 필름(18,22)을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 글레이징 유닛.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 가스로 채워진 중간 공동(15,25)들 전부에 대하여 면대면이 마주보게 하나의 기판의 한 면(11,19,21,29)은 반사방지 필름(12,18,22)을 구비하며, 다른 기판의 다른 면은 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가지는 단열 필름(14,16,26)을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 글레이징 유닛.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열 필름(14,16,26)은 low-E 또는 태양광선 제어 박층 스택을 포함하며, 상기 박층 스택은 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가진 적어도 하나의 기능성 층, 특히 실버(silver) 또는 실버를 포함하는 금속 합금에 기초한 적어도 하나의 금속 기능성 층을 포함하며, 또는 상기 단열 필름(14,16,26)은 전기변색 시스템 유형의 적어도 하나의 활성 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 글레이징 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 박층 스택은 실버 또는 실버를 포함하는 금속 합금에 기초한 적어도 하나의 금속 기능성 층(140)과 2개의 유전체 필름(120,160)을 포함하며, 상기 2개의 유전체 필름 각각은 적어도 하나의 유전체 층(122,124,126, 162,164,166)을 포함하며, 상기 기능성 층(140)은 2개의 유전체 필름(120,160) 사이에 배치되며, 상기 기능성 층(140)은 이 기능성 층(140)과 이 기능성 층 아래에 있는 유전체 필름(120) 사이에 배치된 하부 차단 필름(130) 바로 위에 선택적으로 증착되며, 상기 기능성 층(140)은 이 기능성 층(140)과 이 기능성 층 위에 있는 유전체 필름(160) 사이에 배치된 상부 차단 필름(150) 바로 아래에 선택적으로 증착된 것을 특징으로 하는 다중 글레이징 유닛.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 박층 스택은 실버 또는 실버를 포함하는 금속 합금에 기초한 단일 금속 기능성 층(140)을 포함하며, 상기 기능성 층 아래에 있는 유전체 필름(120)의 광학적 두께는 이 기능성 층 위에 있는 유전체 필름(160)의 광학적 두께보다 더 크고, 위에 있는 유전체 필름(160)의 광학적 두께(e160)에 대해 아래에 있는 유전체 필름(120)의 광학적 두께(e120)의 비는 바람직하게는 1.05와 1.4를 포함하여 1.05 내지 1.4 사이, 선택적으로는 1.08과 1.3을 포함하여 1.08 내지 1.3 사이에 있는 것을 특징으로 하는 다중 글레이징 유닛.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능성 층 아래에 있는 유전체 필름(120)은 고 굴절률 유전체 층(124)을 포함하며, 상기 고 굴절률 층은 2.2보다 큰 광 굴절률, 바람직하게는 2.3과 2.8을 포함하여 2.3 내지 2.8 사이, 선택적으로 2.4와 2.7을 포함하여 2.4 내지 2.7 사이에 있는 것을 특징으로 하는 다중 글레이징 유닛.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 다중 글레이징 유닛(100)을 제조하기 위해 적어도 하나의 기판(10,20,30)의 적어도 하나의 면(11,19,21,29)에 반사방지 필름(12,18,22)을 사용하는 것으로서,
    2개의 기판 사이에 가스로 채워진 적어도 2개의 중간 공동(15,25)들이 각각 놓여 있고 프레임 구조(90)에 의해 서로 결합된 적어도 3개의 기판(10,20,30)을 포함하며, 상기 반사방지 필름(12,18,22)은 가스로 채워진 중간 공동(15,25)과 접촉하며 가스로 채워진 중간 공동(15,25)에 대하여 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가진 단열 필름(14,16,26)과 면대면이 마주보는 것을 특징으로 하는 다중 글레이징 유닛의 사용.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 반사방지 필름(18,22)을 가지는 면(들)(19,21)은 다중 글레이징 유닛(100)의 중앙 기판(20)의 면(들)이며, 상기 면(19,21)들은 가스로 채워진 중간 공동과 각각 접촉하는 것을 특징으로 하는 다중 글레이징 유닛의 사용.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 가스로 채워진 중간 공동(15,25)들 전부에 대하여 면대면이 마주보게 하나의 기판의 한 면(11,19,21,29)은 반사방지 필름(12,18,22)을 가지고, 다른 기판의 다른 면은 적외선 및/또는 태양광선에 반사 특성을 가진 단열 필름(14,16,26)을 가지는 것을 특징으로 하는 다중 글레이징 유닛의 사용.
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