KR20160015513A - 저방사 코팅, 및 저방사 코팅을 포함하는 창호용 기능성 건축 자재 - Google Patents
저방사 코팅, 및 저방사 코팅을 포함하는 창호용 기능성 건축 자재 Download PDFInfo
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Abstract
순차적으로, 제1금속산화물을 포함하는 제1유전체층; 저방사층; 및 제2금속산화물을 포함하는 제1층 및 실리콘알루미늄질화물을 포함하는 제2층이 적층된 제2유전체층;을 포함하고, 상기 제1금속산화물 및 상기 제2금속산화물의 굴절률이 각각 약 550nm의 파장에 대하여 약 2.2 내지 약 2.6인 저방사 코팅을 제공한다.
Description
저방사 코팅, 및 저방사 코팅을 포함하는 창호용 기능성 건축 자재에 관한 것이다.
저방사 유리(Low-Emissivity glass)는 은(Ag)과 같이 적외선 영역에서의 반사율이 높은 금속을 포함하는 저방사층이 박막으로 증착된 유리를 말한다. 이러한 저방사 유리는 적외선 영역의 복사선을 반사시켜 여름에는 실외의 태양 복사열을 차단하고 겨울에는 실내의 난방 복사열을 보존함으로써 건축물의 에너지 절감 효과를 가져오는 기능성 소재이다.
저방사층으로 사용되는 은(Ag)은 공기 중에 노출되었을 때 산화가 되므로, 상기 저방사층의 상부, 하부에 산화방지막으로 유전체층이 증착된다.
통상 저방사 코팅은 방사율을 낮추기 위해 저방사층을 특정 두께 이상으로 형성해야 하고, 그에 따라 가시광선 투과율이 감소하여 채광성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 일 구현예는 우수한 가시광선 투과율 및 뉴트럴 컬러(neutral color)를 구현하는 저방사 코팅을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 저방사 코팅을 포함하는 창호용 기능성 건축 자재를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 순차적으로, 제1금속산화물을 포함하는 제1유전체층; 저방사층; 및 제2금속산화물을 포함하는 제1층 및 실리콘알루미늄질화물을 포함하는 제2층이 적층된 제2유전체층;을 포함하고, 상기 제1금속산화물 및 상기 제2금속산화물의 굴절률이 각각 약 550nm의 파장에 대하여 약 2.2 내지 약 2.6인 저방사 코팅을 제공한다.
상기 제1금속산화물 및 상기 제2금속산화물이 티타늄산화물, 지르코늄산화물, 니오븀산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2유전체층에 포함된 상기 제1층의 두께 대 상기 제1유전체층의 두께비가 약 1:0.4 내지 약 1:6일 수 있다.
상기 제2유전체층에 포함된 상기 제1층의 두께 대 상기 제2층의 두께비가 약 1:0.2 내지 약 1:4일 수 있다.
상기 제2유전체층에 포함된 상기 제1층의 두께가 약 5nm 내지 약 25nm일 수 있다.
상기 저방사층의 적어도 양면에 접하여 적층된 증착 보조층을 더 포함할 수 있다.
상기 증착 보조층이 아연알루미늄산화물을 포함할 수 있다.
상기 증착 보조층의 두께가 약 1nm 내지 약 20nm일 수 있다.
상기 제2층에 비스무트(Bi), 붕소(B), 알루미늄(Al), 규소(Si), 마그네슘(Mg), 안티몬(Sb), 베릴륨(Be) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소가 도핑될 수 있다.
상기 저방사층은 Ag, Au, Cu, Al, Pt 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 저방사층의 두께는 약 5nm 내지 약 25nm일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 투명 기재; 및 상기 투명 기재의 적어도 일면에 코팅된 상기 저방사 코팅을 포함하는 창호용 기능성 건축 자재를 제공한다.
상기 투명 기재가 약 80% 내지 약 100%의 가시광선 투과율을 갖는 유리 또는 투명 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 창호용 기능성 건축 자재의 가시광선 투과율이 상기 투명 기재의 가시광선 투과율의 약 88% 내지 약 100%일 수 있다.
상기 창호용 기능성 건축 자재의 JIS K7361-1의 조건에 따라 D65 광원 하에서 투과광에 대해 측정한 명도 지수 L*가 약 80 내지 약 90이고, 색좌표 지수 a*가 약 -4.00 내지 약 4.00이며, 색좌표 지수 b*가 약 -4.00 내지 약 4.00일 수 있다.
상기 저방사 코팅은 우수한 가시광선 투과율 및 뉴트럴 컬러(neutral color)를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 저방사 코팅의 개략적인 단면도이다.
도 2는 증착 보조층을 더 포함하는 상기 저방사 코팅의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 창호용 기능성 건축 자재의 개략적인 단면도이다.
도 2는 증착 보조층을 더 포함하는 상기 저방사 코팅의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 창호용 기능성 건축 자재의 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
이하에서 기재의 “상부 (또는 하부)” 또는 기재의 “상 (또는 하)”에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에서, 순차적으로, 제1금속산화물을 포함하는 제1유전체층; 저방사층; 및 제2금속산화물을 포함하는 제1층 및 실리콘알루미늄질화물을 포함하는 제2층이 적층된 제2유전체층;을 포함하고, 상기 제1금속산화물 및 상기 제2금속산화물의 굴절률이 각각 약 550nm의 파장에 대하여 약 2.2 내지 약 2.6인 저방사 코팅을 제공한다.
통상 저방사 코팅은 태양 복사선 중 선택적으로 원적외선을 반사하는 저방사층을 기반으로 하는 다층 박막 구조로 형성될 수 있고, 방사율을 낮추어 저방사 코팅에 저방사율 즉, 로이 (Low-e: low emissivity) 효과에 의한 우수한 단열 성능을 부여한다. 이러한 저방사 코팅은 예를 들어 창문 유리의 코팅막으로 적용시, 여름에는 실외의 태양 복사열을 반사시키고 겨울에는 실내의 난방 복사열을 보존함으로써 실내외간 열의 이동을 최소화하여, 건축물의 에너지 절감 효과를 가져오는 기능성 소재이다.
'방사율(Emissivity)'이란 물체가 복사 작용에 의해 열을 방출하는 정도를 나타내는 상대적인 값을 의미할 수 있다. 즉, 본 명세서에서 방사율은 적외선 파장 영역에 있는 적외선 에너지의 흡수 정도를 나타내는 것으로서, 구체적으로는 강한 열 작용을 나타내는 약 5㎛ 내지 약 50㎛의 파장영역에 해당하는 원적외선이 인가되었을 때, 인가되는 적외선 에너지에 대하여 흡수되는 적외선 에너지의 비율을 의미한다.
키르히호프의 법칙에 의하면, 물체에 흡수된 적외선 에너지는 물체가 다시 방사하는 적외선 에너지와 동일하므로, 물체의 흡수율과 방사율은 동일하다.
또한, 흡수되지 않은 적외선 에너지는 물체의 표면에서 반사되므로 물체의 적외선 에너지에 대한 반사율이 높을수록 방사율은 낮은 값을 갖는다. 이를 수치적으로 나타내면, (방사율 = 1 - 적외선 반사율)의 관계를 갖는다.
이와 같은 방사율은 이 분야에서 통상적으로 알려진 다양한 방법을 통하여 측정될 수 있고, 예를 들어 KSL2514 규격에 의해 퓨리에 변환 적외선 분광기(FT-IR) 등의 설비로 측정할 수 있다.
임의의 물체, 예를 들어, 저방사 유리 등의 이와 같은 강한 열 작용을 나타내는 원적외선에 대한 흡수율, 즉 방사율이 단열 성능을 측정하는데 있어서, 매우 중요한 의미를 나타낼 수 있다.
일반적으로 이러한 저방사 코팅은 방사율을 낮추기 위해 저방사층을 특정 두께 이상으로 형성해야 하고, 그에 따라 가시광선 투과율이 감소하여 채광성이 떨어지는 문제가 있다.
이에, 본 발명의 일 구현예에 따른 저방사 코팅은 상기 저방사층의 두께를 그대로 특정 두께 이상으로 형성하여 낮은 저방사율을 유지하면서도 상기 제1유전체층 및 상기 제2유전체층에 고굴절 금속산화물을 포함하여 가시광선 투과율을 증가시켜 우수한 채광성 및 뉴트럴 컬러(neutral color)를 구현할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 제2유전체층이 고굴절 금속산화물을 포함하는 제1층 및 실리콘알루미늄질화물을 포함하는 제2층이 적층된 구조로 형성되어 전술한 바와 같이, 높은 가시광선 투과율을 구현하면서도 내마모성, 내화학성, 내습성을 향상시켜 장기간 우수한 내구성을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 저방사 코팅(100)의 단면도를 개략적으로 나타낸다. 상기 저방사 코팅(100)은 순차적으로, 제1금속산화물을 포함하는 제1유전체층(110); 저방사층(120); 및 제2금속산화물을 포함하는 제1층(131) 및 실리콘알루미늄질화물을 포함하는 제2층(132)이 적층된 제2유전체층(130);을 포함하고, 상기 제1금속산화물 및 상기 제2금속산화물의 굴절률이 각각 약 550nm의 파장에 대하여 약 2.2 내지 약 2.6이다.
이와 같이, 상기 제1유전체층(110) 및 상기 제2유전체층(130)이 상기 범위 내의 높은 수준의 굴절률을 갖는 상기 제1금속산화물 및 상기 제2금속산화물을 포함함으로써 상기 저방사 코팅(100)에 입사되는 빛을 저굴절 박막으로부터 굴절률이 더욱 높은 고굴절 박막으로 진행하게 하여 각 계면에서 반사되는 빛의 위상 차이를 증가시킬 수 있고, 그에 따라 각 계면에서 반사된 빛들 간에 상쇄 간섭이 일어나는 정도가 더욱 증가되어 상기 저방사 코팅(100)의 가시광선 투과율이 효과적으로 증가될 수 있다.
그에 따라, 상기 저방사 코팅(100)은 예를 들어, 유리 등과 같은 투명한 기재에 코팅막으로 사용되어, 적외선 영역에서 낮은 방사율을 유지하여 우수한 단열 효과를 제공하면서도 가시광선 영역에서 높은 투과 특성을 가져 우수한 채광성 및 뉴트럴 컬러(neutral color)를 구현할 수 있는 에너지 절약형 창호용 기능성 건축 자재로 사용될 수 있다.
또한, 상기 제2유전체층(130)은 구체적으로, 상기 제1층(131)에 높은 수준의 굴절률을 갖는 상기 제2금속산화물을 포함하면서 상기 제2층(132)에 높은 내마모성을 갖는 실리콘알루미늄질화물을 포함함으로써 우수한 가시광선 투과율 및 장기간 우수한 내구성을 동시에 구현할 수 있다.
상기 제1금속산화물 및 상기 제2금속산화물이 예를 들어, 티타늄산화물, 지르코늄산화물, 니오븀산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있고, 구체적으로 티타늄산화물을 포함할 수 있으며, 상기 티타늄산화물은 약 3.2eV 내지 약 3.3eV의 밴드갭을 가져 약 388nm 내지 약 370nm의 파장을 갖는 자외선의 흡수율이 큰 반면, 약 400nm 내지 약 700nm의 파장을 갖는 가시광선의 흡수율은 작음으로써 상기 저방사 코팅(100)의 가시광선 투과율을 증가시키면서 고굴절률을 갖는 물질 중에서도 내마모성, 내화학성 등이 높아 우수한 내구성을 동시에 구현할 수 있다.
상기 제2유전체층(130)에 포함된 상기 제1층(131)의 두께 대 상기 제1유전체층(110)의 두께비가 약 1:0.4 내지 약 1:6일 수 있다. 상기 범위 내의 두께비를 가짐으로써 상기 저방사 코팅(100)의 가시광선 투과율을 충분히 증가시키면서도 후술하는 바와 같이, 상기 제2유전체층(130) 중 높은 내마모성, 내화학성, 내습성을 갖는 실리콘알루미늄질화물을 포함하는 상기 제2층(132)의 두께를 적절히 형성하여 우수한 내마모성, 내화학성, 내습성을 구현할 수 있다.
상기 제2유전체층(130)에 포함된 상기 제1층(131)의 두께 대 상기 제2층(132)의 두께비가 약 1:0.2 내지 약 1:4일 수 있다. 상기 범위 내의 두께비를 가짐으로써 상기 저방사 코팅(100)의 가시광선 투과율 및 내마모성, 내화학성, 내습성을 적절히 조절하여 우수한 채광성 및 뉴트럴 컬러(neutral color)를 구현함과 동시에 장기간 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
상기 제2유전체층(130)에 포함된 상기 제1층(131)의 두께가 약 5nm 내지 약 25nm일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 저방사 코팅(100)의 전체 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서 상기 저방사 코팅(100)의 가시광선 투과율을 적절히 증가시킬 수 있다.
그에 따라, 상기 제1유전체층(110)의 두께가 약 10nm 내지 약 30nm일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 저방사 코팅(100)의 전체 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서 상기 저방사 코팅(100)의 가시광선 투과율을 충분히 효과적으로 증가시켜 우수한 채광성 및 뉴트럴 컬러(neutral color)를 구현할 수 있다.
또한, 상기 제2층(132)의 두께가 약 5nm 내지 약 20nm일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 저방사 코팅(100)의 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서 충분한 내마모성, 내화학성, 내습성을 부여하여 장기간 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
상기 제2유전체층(130) 중 상기 제2층(132)의 실리콘알루미늄질화물에 예를 들어, 비스무트(Bi), 붕소(B), 알루미늄(Al), 규소(Si), 마그네슘(Mg), 안티몬(Sb), 베릴륨(Be) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소가 도핑될 수 있고, 그에 따라 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 저방사층(120)은 낮은 방사율을 가질 수 있는 전기 전도성 재료, 예를 들어 금속으로 형성된 층으로, 즉, 낮은 면저항을 가지고 그에 따라 낮은 방사율을 갖는다. 예를 들어, 상기 저방사층(120)은 방사율이 약 0.01 내지 약 0.3일 수 있고, 구체적으로 약 0.01 내지 약 0.2일 수 있고, 보다 구체적으로 약 0.01 내지 약 0.1일 수 있으며, 보다 더 구체적으로 약 0.01 내지 약 0.08일 수 있다.
상기 방사율 범위의 저방사층(120)은 가시광선 투과율 및 적외선 방사율을 적절히 조절하여 우수한 채광성 및 뉴트럴 컬러(neutral color)를 구현함과 동시에 우수한 단열 효과를 구현할 수 있다. 상기와 같은 방사율을 갖는 상기 저방사층(120)은 박막으로 구성한 재료의 면저항이 예를 들어, 약 0.78 Ω/sq 내지 약 6.42 Ω/sq일 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 저방사층(120)이 태양 복사선을 선택적으로 투과 및 반사시키는 기능을 수행하고, 구체적으로 적외선 영역의 복사선에 대한 반사율이 높아 저방사율을 갖는다. 상기 저방사층(120)은 Ag, Au, Cu, Al, Pt 및 이들의 조합을 포함하는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있고, 이에 제한되는 것이 아니며, 저방사 성능을 구현할 수 있는 것으로 공지된 금속이 제한 없이 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 저방사층(120)은 은(Ag)으로 형성된 층일 수 있고, 그에 따라, 상기 저방사 코팅(100)은 높은 전기전도도, 가시광선 영역에서의 낮은 흡수율, 내구성 등을 구현할 수 있다.
상기 저방사층(120)의 두께는, 예를 들어, 약 5nm 내지 약 25nm일 수 있다. 상기 범위의 두께를 가짐으로써 가시광선 투과율을 지나치게 증가시키지 않으면서 충분히 낮은 적외선 방사율을 유지하여 우수한 단열성을 구현할 수 있다.
상기 저방사층(120)의 적어도 양면에 접하여 적층된 증착 보조층을 더 포함할 수 있고, 그에 따라 상기 저방사층(120) 등의 증착이 더욱 고르게 일어남과 동시에 각 층들 간의 접착력이 향상될 수 있으며, 도 2는 상기 증착 보조층(140)을 더 포함하는 상기 저방사 코팅(100')의 단면을 개략적으로 나타낸다.
상기 제1유전체층(110)은 표면거칠기가 높아 이의 상부면에 상기 저방사층(120)을 증착하는 경우 증착이 균일하게 일어나기 어렵고, 상기 저방사층(120)과 상기 제1유전체층(110) 간의 접착성, 및 상기 저방사층(120)과 상기 제2유전체층(130) 간의 접착성이 높지 않아 시간이 지남에 따라, 이들의 적층면에 틈새가 발생할 수 있는데, 이와 같이 증착 보조층(140)을 더 포함하여, 상기 저방사층(120)의 형성시 Ag, Au, Cu 등의 물질의 증착이 고르고 균일하게 일어남으로써 저방사층의 전자 이동도가 증가하여 방사율이 더욱 낮아짐과 동시에, 상기 각 층들 간의 접착력이 향상되어 견고히 적층됨으로써 장기간 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
상기 증착 보조층(140)은 아연알루미늄산화물(ZnAlOx)을 포함할 수 있다. 상기 아연알루미늄산화물은 예를 들어, 스퍼터링법에 의해 증착하는 경우 증착에 의해 형성된 면이 평탄하게 형성되는 성질을 갖고, 그에 따라 아연알루미늄산화물이 증착된 평탄한 면 상에 증착되는 물질도 고르고 균일하게 증착될 수 있어, 상기 저방사층(120)이 고르고 균일하게 형성되면서 상기 제1유전체층(110) 및 상기 제2유전체층(130) 모두와 접착력이 향상됨으로써 우수한 방사 성능 및 우수한 내구성을 동시에 구현할 수 있다.
상기 증착 보조층(140)의 두께가 예를 들어, 약 1nm 내지 약 20nm일 수 있고, 구체적으로 약 5nm 내지 약 20nm일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 상기 저방사 코팅(100')의 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서도 저방사층(120)의 형성시 Ag, Au, Cu 등의 물질의 증착이 충분히 균일하게 일어나 방사율이 낮아질 수 있음과 동시에 전술한 상기 상기 각각의 층들 간의 접착력을 향상시킬 수 있다. 상기 증착 보조층(140)의 두께를 약 5nm 내지 약 20nm로 형성하는 경우에는 또한, 상기 저방사층(120)의 증착이 더욱 균일하게 일어나 낮은 방사율을 구현하면서도 전술한 각각의 층들 간의 접착력이 더욱 향상되어 균일성이 증가함으로써 상기 저방사 코팅(100')의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 저방사 코팅(100')의 상기 제2유전체층(130)의 상부에 최상부 보호층(140)을 포함할 수 있다. 상기 최상부 보호층(140)은 Al, B, Ti, Nb, Sn 및 Mo으로부터 선택된 하나 이상의 원소가 함유된 금속산화물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 다른 구현예에서, 투명 기재; 및 상기 투명 기재의 적어도 일면에 코팅된 상기 저방사 코팅;을 포함하는 창호용 기능성 건축 자재를 제공한다.
도 3은 상기 창호용 기능성 건축 자재(200)의 단면도이고, 기재(250)의 적어도 일면, 예를 들어, 일면 또는 양면에 저방사 코팅이 코팅된 구조일 수 있다. 구체적으로, 상기 창호용 기능성 건축 자재(200)는 상기 기재(250)의 적어도 일면에 제1유전체층(110), 저방사층(120), 제2유전체층(130)이 순차적으로 적층된 저방사 코팅(100)이 코팅된 구조일 수 있고, 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 저방사층(120)의 양면에 접하여 적층된 증착 보조층(140)을 더 포함한 저방사 코팅(100 )이 코팅된 구조일 수 있다.
상기 저방사 코팅(100'), 상기 제1유전체층(110), 상기 저방사층(120), 상기 제2유전체층(130)은 본 발명의 일 구현예에서 전술한 바와 같다.
상기 기재(250)는 가시광선 투과율이 높은 투명 기재(250)일 수 있고, 예를 들어, 상기 투명 기재(250)가 약 1mm 내지 약 15mm의 두께에 대하여 약 80% 내지 약 100%의 가시광선 투과율을 갖는 유리 또는 투명 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 기재(250)는, 예를 들어, 건축용으로 사용되는 유리가 제한 없이 사용될 수 있고, 예를 들어, 약 2mm 내지 약 12mm의 두께일 수 있고, 사용 목적 및 기능에 따라 달라질 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 창호용 기능성 건축 자재의 약 1mm 내지 약 15mm의 두께에 대하여 측정한 가시광선 투과율이 상기 투명 기재(250)의 가시광선 투과율의 약 88% 내지 약 100%일 수 있다.
상기 저방사 코팅(100')은 상기 투명 기재(250)의 가시광선 투과율의 감소를 효과적으로 억제하거나 방지하여, 상기 창호용 기능성 건축 자재는 상기 투명 기재(250)의 가시광선 투과율을 기준으로 상기 범위 내의 백분율에 해당하는 가시광선 투과율을 가짐으로써 높은 수준의 가시광선 투과율을 가질 수 있다.
그에 따라, 상기 저방사 코팅(100')은 상기 투명한 기재(250)에 코팅된 코팅막으로서 적용되어, 적외선 영역에서 낮은 방사율을 유지함과 동시에 가시광선 영역에서 높은 투과 특성을 가짐으로써 상기 창호용 기능성 건축자재는 우수한 단열 효과를 구현하면서도 우수한 채광성 및 뉴트럴 컬러(neutral color)를 가질 수 있다.
상기 창호용 기능성 건축 자재의 JIS K7361-1의 조건에 따라 D65 광원 하에서 투과광에 대해 측정한 명도 지수 L*가 약 80 내지 약 90이고, 색좌표 지수 a*가 약 -4.00 내지 약 4.00이며, 색좌표 지수 b*가 약 -4.00 내지 약 4.00일 수 있다.
상기 범위 내의 명도 지수 및 색좌표 지수를 가짐으로써 뉴트럴 컬러(neutral color)를 우수하게 수준으로 구현하여 더욱 쾌적한 실내 분위기롤 조성할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐이고 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(
실시예
)
실시예
1
마그네트론 스퍼터링 증착기 (Selcos Cetus-S)를 사용하여, 하기와 같이 투명 유리 기재에 코팅된 다층 구조의 저방사 코팅을 제조하였다.
6mm 두께의 투명 유리 기재 상에 아르곤/산소 (아르곤 50부피%, 산소 50부피%) 분위기 하에서 굴절률이 550nm의 파장에서 2.4인 티타늄산화물을 증착하여, 30nm 두께의 제1유전체층을 형성하였고, 이어서, 상기 제1유전체층의 상부면에 아르곤 100% 분위기 하에서 Ag을 증착하여, 7nm 두께의 저방사층을 형성하였고, 또한 이어서, 상기 저방사층의 상부면에 제2유전체층으로서, 아르곤/산소 (아르곤 50부피%, 산소 50부피%) 분위기 하에서 굴절률이 550nm의 파장에서 2.4인 티타늄산화물을 증착하여, 10nm 두께의 제1층 및, 상기 제1층의 상부면에 아르곤/나이트로젠 (아르곤 70부피%, 나이트로젠 30부피%) 분위기 하에서 실리콘알루미늄질화물을 증착하여, 20nm 두께의 제2층을 형성함으로써, 투명 유리 기재에 코팅된 저방사 코팅을 제조하였다.
상기 제조된 저방사 코팅에서, 상기 제1층의 두께 대 상기 제1유전체층의 두께비가 1:3이었고, 상기 제1층의 두께 대 상기 제2층의 두께비가 1:2였다.
실시예 2 (증착보조층을 더 포함함)
6mm 두께의 투명 유리 기재 상에 아르곤/나이트로젠 (아르곤 80부피%, 나이트로젠 20부피%) 분위기 하에서 굴절률이 550nm의 파장에서 2.4인 티타늄산화물을 증착하여, 30nm 두께의 제1유전체층을 형성하였고, 이어서, 상기 제1유전체층의 상부면에 아르곤/산소 (아르곤 60부피%, 산소 40부피%) 분위기 하에서 아연알루미늄산화물을을 증착하여, 10nm 두께의 증착 보조층을 형성하고, 상기 증착 보조층의 상부면에 아르곤 100% 분위기 하에서 Ag을 증착하여, 7nm 두께의 저방사층을 형성하였고, 상기 저방사층의 상부면에 아르곤/산소 (아르곤 60부피%, 산소 40부피%) 분위기 하에서 아연알루미늄산화물을 증착하여, 10nm 두께의 증착 보조층을 형성하였고, 이어서, 상기 증착 보조층의 상부면에 제2유전체층으로서, 아르곤/산소 (아르곤 50부피%, 산소 50부피%) 분위기 하에서 굴절률이 550nm의 파장에서 2.4인 티타늄산화물을 증착하여, 10nm 두께의 제1층 및, 상기 제1층의 상부면에 아르곤/나이트로젠 (아르곤 70부피%, 나이트로젠 30부피%) 분위기 하에서 실리콘알루미늄질화물을 증착하여, 20nm 두께의 제2층을 형성함으로써 투명 유리 기재에 코팅된 저방사 코팅을 제조하였다.
상기 제조된 저방사 코팅에서,상기 제1층의 두께 대 상기 제1유전체층의 두께비가 1:3이었고, 상기 제1층의 두께 대 상기 제2층의 두께비가 1:2이었다.
비교예 1 (제1유전체층을 굴절률이 낮은 물질로 형성함)
제1유전체층을 굴절률이 550nm의 파장에서 1.45인 실리콘알루미늄옥사이드를 증착하여 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 투명 유리 기재에 코팅된 저방사 코팅을 제조하였다.
비교예 2 (제1층을 굴절률이 낮은 물질로 형성함)
제2유전체층 중 상기 제1층을 굴절률이 550nm의 파장에서 1.45인 실리콘알루미늄옥사이드를 증착하여 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 투명 유리 기재에 코팅된 저방사 코팅을 제조하였다.
평가
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 따라 제조된 저방사 코팅이 코팅된 유리에 대해 하기의 방법에 따라 각각의 물성을 평가하여, 표 1에 기재하였다.
(가시광선 투과율)
측정방법: Spectrophotometer(BYK-Gardner, Haze-gardner plus)를 사용하여 측정하였다.
(명도지수 및 색좌표지수)
측정방법: JIS K7361-1의 측정 조건에 따라 D65 광원 하에서 Spectrophotometer(Konica Minolta社, CM-700d)을 사용하여 측정하였다.
| 가시광선 투과율 (%) | 명도지수(L*) | 색좌표지수(a*) | 색좌표지수(b*) | |
| 실시예 1 | 84.92 | 93.85 | -1.38 | 0.39 |
| 실시예 2 | 88.76 | 95.48 | -2.45 | 0.25 |
| 비교예 1 | 69.11 | 86.56 | 1.63 | 13.27 |
| 비교예 2 | 80.30 | 91.82 | -0.9 | 6.88 |
실시예 1 및 2의 저방사 코팅이 코팅된 유리는 가시광선 투과율이 84.92% 이상으로 높아 우수한 채광성을 구현함과 동시에 명도지수, 색좌표지수(a*, b*)가 모두 4 이하로 낮아 뉴트럴 컬러를 더욱 우수한 수준으로 구현할 수 있다.
반면, 비교예 1은 가시광선 투과율이 70% 이하로 현저히 낮아 채광성이 열등하면서 색좌표지수(b*)가 현저히 높아 우수한 수준의 뉴트럴 컬러를 구현하기 어려움을 명확히 예상할 수 있다. 또한, 비교예 2는 가시광선 투과율은 보통이나, 색좌표지수(b*)가 높아 우수한 수준의 뉴트럴 컬러를 구현하기 어려움을 명확히 예상할 수 있다.
100, 100': 저방사 코팅
110: 제1유전체층
120: 저방사층
130: 제2유전체층 131: 제1층, 132: 제2층
140: 증착 보조층
200: 창호용 기능성 건축 자재
250: 기재
110: 제1유전체층
120: 저방사층
130: 제2유전체층 131: 제1층, 132: 제2층
140: 증착 보조층
200: 창호용 기능성 건축 자재
250: 기재
Claims (15)
- 순차적으로, 제1금속산화물을 포함하는 제1유전체층; 저방사층; 및 제2금속산화물을 포함하는 제1층 및 실리콘알루미늄질화물을 포함하는 제2층이 적층된 제2유전체층;을 포함하고,
상기 제1금속산화물 및 상기 제2금속산화물의 굴절률이 각각 550nm의 파장에 대하여 2.2 내지 2.6인 저방사 코팅.
- 제1항에 있어서,
상기 제1금속산화물 및 상기 제2금속산화물이 티타늄산화물, 지르코늄산화물, 니오븀산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는
저방사 코팅.
- 제1항에 있어서,
상기 제2유전체층에 포함된 상기 제1층의 두께 대 상기 제1유전체층의 두께비가 1:0.4 내지 1:6인
저방사 코팅.
- 제1항에 있어서,
상기 제2유전체층에 포함된 상기 제1층의 두께 대 상기 제2층의 두께비가 1:0.2 내지 1:4인
저방사 코팅.
- 제1항에 있어서,
상기 제2유전체층에 포함된 상기 제1층의 두께가 5nm 내지 25nm인
저방사 코팅.
- 제1항에 있어서,
상기 저방사층의 적어도 양면에 접하여 적층된 증착 보조층을 더 포함하는
저방사 코팅.
- 제6항에 있어서,
상기 증착 보조층이 아연알루미늄산화물을 포함하는
저방사 코팅.
- 제6항에 있어서,
상기 증착 보조층의 두께가 1nm 내지 20nm인
저방사 코팅.
- 제1항에 있어서,
상기 제2층에 비스무트(Bi), 붕소(B), 알루미늄(Al), 규소(Si), 마그네슘(Mg), 안티몬(Sb), 베릴륨(Be) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소가 도핑된
저방사 코팅.
- 제1항에 있어서,
상기 저방사층은 Ag, Au, Cu, Al, Pt 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는
저방사 코팅.
- 제1항에 있어서,
상기 저방사층의 두께는 5nm 내지 25nm인
저방사 코팅.
- 투명 기재; 및
상기 투명 기재의 적어도 일면에 코팅된 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 저방사 코팅을 포함하는
창호용 기능성 건축 자재.
- 제12항에 있어서,
상기 투명 기재가 80% 내지 100%의 가시광선 투과율을 갖는 유리 또는 투명 플라스틱 기판인
창호용 기능성 건축 자재.
- 제13항에 있어서,
상기 창호용 기능성 건축 자재의 가시광선 투과율이 상기 투명 기재의 가시광선 투과율의 88% 내지 100%인
창호용 기능성 건축 자재.
- 제12항에 있어서,
상기 창호용 기능성 건축 자재의 JIS K7361-1의 조건에 따라 D65 광원 하에서 투과광에 대해 측정한 명도 지수 L*가 80 내지 90이고, 색좌표 지수 a*가 -4.00 내지 4.00이며, 색좌표 지수 b*가 -4.00 내지 4.00인
창호용 기능성 건축 자재.
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