KR20220153766A - 발열 유리 적층체 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 발열 유리 적층체는, 제1 유리판; 전력이 인가됨에 따라 발열하도록 마련되는 상기 제1 유리판에 코팅되는 발열 코팅층; 상기 발열 코팅층에 적층되어 전기적으로 연결되는 주 버스바와, 상기 발열 코팅층에 상기 주 버스바와 중첩되지 않도록 적층되어 전기적으로 연결되는 부 버스바를 구비하는 버스바; 및 상기 버스바에 적층되는 제2 유리판을 포함하고, 상기 주 버스바는, 세로방향을 기준으로 상기 제1 유리판의 일단에서 가로방향을 따라 연장되는 제1 주 버스바와, 상기 제1 유리판의 타단에서 가로방향을 따라 연장되는 제2 주 버스바를 포함하고, 상기 제1 주 버스바는, 가로방향으로 연장된 제1 주 버스바 몸체; 상기 제1 주 버스바 몸체의 양단으로부터 제2 주 버스바를 향해 각각 돌출된 제1 주 버스바 날개; 및 가로방향을 중심으로 상기 제1 주 버스바 몸체의 중심에서 상기 제2 주 버스바를 향하는 방향으로 돌출된 형태를 가지는 제1 주 버스바 돌출부를 포함하고, 세로방향을 기준으로 상기 제1 주 버스바 날개와 상기 제2 주 버스바가 이격된 거리는, 상기 제1 주 버스바 돌출부가 상기 제2 주 버스바로부터 이격된 거리의 90% 내지 100%이다.

Description

발열 유리 적층체{HEAT GENERATING GLASS LAMINATE}
본 발명은 발열 유리 적층체에 관한 것이다.
겨울철이나 비 오는 날에는 자동차 외부와 내부의 온도 차이에 의해 자동차 유리에 성에가 발생한다. 이러한 자동차 유리에 발생한 성에를 해결하기 위해서, 발열 유리가 제안되었다. 종래 발열 유리는 유리 표면에 발열 필름을 부착하거나 유리 표면에 직접 열선을 형성한 후 열선의 양 단자에 전기를 인가하여 열선으로부터 열을 발생시키고 이에 의하여 유리 표면의 온도를 올려 성에를 제거한다. 열을 원활히 발생시키기 위하여, 종래 발열 유리는 ITO(Indium Tin Oxide)나 Ag 박막과 같은 투명 도전 재료를 스퍼터링하여 발열층을 제조하는 공정을 통해 제조되었다. 또한, 상기 발열층을 제조하는 다른 방법으로는 포토리소그래피 방식 등으로 유리 표면에 육안으로 인식이 어려운 미세 패턴을 형성하였다. 특히, 와이퍼 영역의 경우, 면내에 적용되는 버스바에 얇은 금속 와이어를 병렬로 연결하고, 와이어에 전압을 인가하여 와이퍼 영역의 성에를 제거하였다.
그러나, 이와 같은 종래 발열 유리의 제조방법은 제조 공정이 복잡하고 재료의 낭비가 심하기 때문에 고비용 저효율의 문제점을 가지므로, 발열 유리의 보편화에 걸림돌이 되어 왔다. 특히, 와이어를 이용하는 경우, 마이크로 단위의 얇은 두께의 금속 와이어가 단선되는 문제, 및 와이어 모양대로 발열하여 짧은 시간 내에 넓은 면적에 대한 성에 제거가 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 제조 공정이 단순화되고 제조 비용 절감이 가능하되, 단선 문제 및 성에 제거 시간 단축이 가능하면서도 넓은 면적의 성에 제거가 가능한 발열 유리 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 발열 유리 적층체는, 제1 유리판; 전력이 인가됨에 따라 발열하도록 마련되는 상기 제1 유리판에 코팅되는 발열 코팅층; 상기 발열 코팅층에 적층되어 전기적으로 연결되는 주 버스바와, 상기 발열 코팅층에 상기 주 버스바와 중첩되지 않도록 적층되어 전기적으로 연결되는 부 버스바를 구비하는 버스바; 및 상기 버스바에 적층되는 제2 유리판을 포함하고, 상기 주 버스바는, 세로방향을 기준으로 상기 제1 유리판의 일단에서 가로방향을 따라 연장되는 제1 주 버스바와, 상기 제1 유리판의 타단에서 가로방향을 따라 연장되는 제2 주 버스바를 포함하고, 상기 제1 주 버스바는, 가로방향으로 연장된 제1 주 버스바 몸체; 상기 제1 주 버스바 몸체의 양단으로부터 제2 주 버스바를 향해 각각 돌출된 제1 주 버스바 날개; 및 가로방향을 중심으로 상기 제1 주 버스바 몸체의 중심에서 상기 제2 주 버스바를 향하는 방향으로 돌출된 형태를 가지는 제1 주 버스바 돌출부를 포함하고, 세로방향을 기준으로 상기 제1 주 버스바 날개와 상기 제2 주 버스바가 이격된 거리는, 상기 제1 주 버스바 돌출부가 상기 제2 주 버스바로부터 이격된 거리의 90% 내지 100%이다.
이에 따라, 발열 코팅층을 포함하여 유리 제조 공정의 단순화 및 제조 비용 절감이 가능하고, 단선 문제와 성에 제거 시간이 긴 문제 없이 짧은 시간 내에 넓은 면적의 성에 제거가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체의 적층구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체에 온도를 획득하는 부위를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체의 구성을 각 구분에서 어떻게 달리하여 온도를 획득하였는지를 정리한 표이다.
도 5는 도 3의 각 위치에서 도 4의 조건에 따라 획득된 온도를 나열한 표이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체(1)를 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체(1)는, 제1 유리판(10), 제2 유리판(40), 버스바(21, 22, 23) 및 발열 코팅층(81)을 포함한다. 발열 유리 적층체(1)는 발열 필름(30)을 포함할 수 있다.
제1 유리판(10)과 제2 유리판(40)
제1 유리판(10) 및 제2 유리판(40)은 발열 유리 적층체(1)의 베이스 기재 역할을 한다. 제1 유리판(10)과 제2 유리판(40)은 편평한 유리일 수 있다. 이 때, 제1 유리판(10) 및 제2 유리판(40)으로는 자동차용으로 사용되고 있는 소다 석회 유리, 플로트 유리, 석영 유리, 보로실리케이트 유리 등이 사용될 수 있다. 제1 유리판(10)과 제2 유리판(40)은 플라스틱, 바람직하게는 강직성 플라스틱, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드 및/또는 그 혼합물을 함유할 수 있다.
제1 유리판(10) 및 제2 유리판(40)으로는 사용 목적에 따라 적절한 두께의 유리를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 유리판(10) 및 제2 유리판(40)으로는 각각 독립적으로, 평균 두께가 0.5 내지 10mm, 또는, 1 내지 5mm인 투명 유리가 사용될 수 있다.
제1 유리판(10)은, 구체적으로, 자동차의 내측 환경에 대면하도록 설치되는 자동차의 내부(inner) 유리일 수 있다. 제2 유리판(40)은 자동차의 외측 환경에 대면하도록 설치되는 자동차의 외부(outer) 유리일 수 있다. 제2 유리판(40)은 후술할 발열 필름(30)에 적층될 수 있다. 본 명세서에서 적층된다 함은, 해당 부재의 상하방향 측면 중 일측면에 접촉한 상태로 고정됨을 의미하며, 적층되는 방향이 상하방향 중 일방향으로 제한되는 것은 아니다.
제1 유리판(10)과 제2 유리판(40)은 상하방향에 직교하는 가로방향으로 폭을 가지고, 상하방향과 가로방향에 직교하는 세로방향으로 너비를 가질 수 있다.
버스바(21, 22, 23)
버스바(21, 22, 23)는 스트립 또는 밴드 형상의 집전 전극으로, 인쇄되어 소성된 전도성 구조물일 수 있다. 버스바(21, 22, 23)는 적어도 하나의 금속, 바람직하게는 은(Ag)을 포함할 수 있다. 금속 입자가 페이스트 또는 잉크 등에 함유되어 도포되어 인쇄됨에 따라 버스바(21, 22, 23)를 형성할 수 있다. 버스바(21, 22, 23)의 두께는 5㎛ 내지 40㎛일 수 있고, 8㎛ 내지 20㎛일 수 있으며, 바람직하게는 10㎛ 내지 15㎛일 수 있다. 이러한 두께의 버스바(21, 22, 23)는 기술적인 어려움 없이 실현이 가능하고, 유리한 전류 부하 용량을 가질 수 있다.
버스바(21, 22, 23)는 전기 전도성 호일의 스트립으로 구성될 수 있다. 이러한 버스바(21, 22, 23)는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn) 도금된 구리, 금(Au), 은, 아연(Zn), 텅스텐(T) 및/또는 주석을 포함하거나, 그 합금을 포함할 수 있다. 이러한 스트립의 두께는 10㎛ 내지 300㎛, 바람직하게는 30㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 이러한 두께의 버스바(21, 22, 23)는 기술적인 어려움 없이 실현이 가능하고, 유리한 전류 부하 용량을 가질 수 있다.
버스바(21, 22, 23)는 주 버스바(21, 22)와 부 버스바(23)를 구비할 수 있다. 주 버스바(21, 22)는 제1 유리판(10)에 적층되고, 부 버스바(23)는 제1 유리판(10)에 주 버스바(21, 22)와 중첩되지 않도록 적층될 수 있다. 버스바(21, 22, 23)는 은을 함유한 페이스트가 인쇄되어 형성될 수 있다. 주 버스바(21, 22)에는 전도 테이프층(61, 62)이 형성되어, 버스바(21, 22, 23)에서 발생하는 열을 분산시켜 과발열을 방지할 수 있다.
주 버스바(21, 22)는 제1 주 버스바(21)와 제2 주 버스바(22)를 포함할 수 있다. 제1 주 버스바(21)는 세로방향을 기준으로 제1 유리판(10)의 일단에서 가로방향을 따라 연장될 수 있다. 제2 주 버스바(22)는 제1 유리판(10)의 타단에서 가로방향을 따라 연장될 수 있다. 여기서 제1 유리판(10)의 일단은 도 1의 상측에 위치하는 부분이고, 타단은 도 1의 하측에 위치하는 부분일 수 있다.
제1 주 버스바(21)는 부 버스바(23)를 통해 제1 단자(51)와 연결되어, 외부로 뻗어진 제1 단자(51)를 통해 외부 전력원으로부터 전력을 전달받을 수 있다. 제2 주 버스바(22)는 제2 단자(52)와 연결되어, 외부로 뻗어진 제2 단자(52)를 통해 외부 전력원으로부터 전력을 전달받을 수 있다. 제1 단자(51)와 제2 단자(52)는 FFC(Flexible Flat Cable) 단자일 수 있다. 제1 주 버스바(21)와 제2 주 버스바(22)는 가로방향을 따라 올곧은 직선형으로 연장될 수 있으나, 세로방향을 기준으로 제1 유리판(10)의 양단의 테두리를 따라서 구부러진 형상을 가질 수도 있다. 제3 단자(53)와 제4 단자(54)는 후술할 발열 필름(30)에 연결될 수 있다.
제1 주 버스바(21)는, 제1 주 버스바 몸체(211)와, 제1 주 버스바 돌출부(213)와, 제1 주 버스바 날개(212)를 포함할 수 있다. 제1 주 버스바 돌출부(213)와 제1 주 버스바 날개(212)는 연장부로 지칭할 수 있다. 제1 주 버스바 몸체(211)는 가로방향으로 연장된 부분이고, 제1 주 버스바 날개(212)는 제1 주 버스바 몸체(211)의 양단으로부터 제2 부 버스바(23)를 향해 각각 돌출된 부분을 의미한다. 제1 주 버스바 돌출부(213)는 가로방향을 중심으로 제1 주 버스바 몸체(211)의 중심에서 제2 주 버스바(22)를 향하는 방향으로 돌출된 형태를 가지는 부분이다. 따라서 제1 주 버스바(21)는 제1 주 버스바 몸체(211)를 기본 줄기로 하여 제1 주 버스바 돌출부(213)와 제1 주 버스바 날개(212)가 제1 주 버스바 몸체(211)로부터 뻗어나가는 형태를 가질 수 있다.
제1 주 버스바 돌출부(213)는, 양단이 제1 주 버스바 몸체(211)에 연결되어 상기 제1 주 버스바 몸체(211)와 함께 폐곡선을 형성할 수 있다. 제1 주 버스바 돌출부(213)는, 제1 주 버스바 몸체(211)로부터 'U'자 형으로 제2 주 버스바(22)를 향해 돌출될 수 있다. 제1 주 버스바 돌출부(213)가 제1 주 버스바 몸체(211)와 함께 직사각형을 형성할 수 있다.
세로방향을 기준으로 제1 주 버스바 날개(212)와 제2 주 버스바(22)가 이격된 거리(D1)는, 제1 주 버스바 돌출부(213)가 제2 주 버스바(22)로부터 이격된 거리(D2)의 90% 내지 100%일 수 있다. 제1 주 버스바 돌출부(212)와 제1 주 버스바 날개(212)를 상술한 것과 같이 배치함에 따라, 제2 주 버스바(22)로부터 이격된 간격이 제1 주 버스바 몸체(211)와 제2 주 버스바(22)의 간격보다 줄어든 부분이 형성되므로, 발열량을 증대시킬 수 있다. 발열량은 전류, 전압 및 시간에 비례하는데, 상기 이격된 거리(D1)가 짧아질수록 흐를 수 있는 전류가 상승하기 때문에 거리에 반비례하여 발열량이 증대되는 효과가 있다. 마찬가지로 제1 주 버스바 돌출부(213)와 제2 주 버스바(22) 간 이격된 거리 (D2)는 도면상에 표시되지 않은 제1 주 버스바 몸체(211)와 제2 주 버스바(22) 간 이격된 거리보다 짧을 수 있는데, 이 또한 상기 효과에 의해 발열량이 증대되는 효과가 있다.
부 버스바(23)는 가로방향을 중심으로 제1 주 버스바(21)의 중심 영역에서 제2 주 버스바(22)로부터 멀어지는 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 부 버스바(23)는 양단이 제1 주 버스바 몸체(211)에 연결되어 제1 주 버스바(21)와 함께 폐곡선을 형성할 수 있다. 부 버스바(23)가 제1 주 버스바 몸체(211)에 연결되는 부분은, 제1 주 버스바 돌출부(213)가 제1 주 버스바 몸체(211)에 연결되는 부분보다 가로방향을 기준으로 외측에 위치할 수 있다.
제1 단자(51)와 연결된 부 버스바(23)가 제1 주 버스바(21)에 연결됨에 따라, 제1 주 버스바(21)가 바로 제1 단자(51)에 연결되는 경우와 비교했을 때 제1 주 버스바(21)에 전달되는 전류가 더 분산될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체(1)의 적층구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체(1)는 제1 유리판(10)과 제2 유리판(40) 사이에 적층된 다양한 층을 포함할 수 있다. 발열 유리 적층체(1)는 세로방향을 따라서 버스바(20)를 포함하며 빛의 투과가 일어나 시야확보를 위해 제공되는 면내 영역(A1)과, 버스바(20)를 포함하지 않는 와이퍼 영역(A2)으로 구분될 수 있다. 제1 주 버스바(21)와 제2 주 버스바(22)가 세로방향을 기준으로 면내 영역(A1)의 경계에 위치할 수 있다.
발열 코팅층(81)
본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체(1)는 발열 코팅층(81)을 포함한다. 발열 코팅층(81)은 제1 유리판(10)의 내측면에 적층되는 층으로, 전력이 인가됨에 따라 발열 가능한 물질을 포함하는 소재로 코팅된 층일 수 있다. 발열 코팅층(81)에 버스바(20)가 적층될 수 있다. 따라서 발열 코팅층(81)은 각 버스바(20)와 전기적으로 연결되어 전력을 버스바(20)에 의해 공급받아 발열할 수 있다.
발열 코팅층(81)은 예를 들어 시트 저항 조절, 부식 방호, 또는 반사 감소에 알맞은 유전층을 가질 수 있다. 발열 코팅층(81)은 바람직하게는 은을 전기 전도층으로 하여 보조유전체로 무기박막물질인 질화규소(SiNx, Silicon Nitride)를 함유할 수 있다. 전도성 층은 바람직하게는 10㎚내지 200㎚의 두께를 가질 수 있다. 높은 투명도와 함께 전도도를 동시에 개선하기 위해, 발열 코팅층(81)은 적어도 1개의 유전층에 의해 서로 분리되는 다수의 전기 전도성 층을 가질 수 있다. 발열 코팅층(81)은 예를 들어 2개, 3개 또는 4개의 전기 전도성 층을 포함할 수 있다. 대표적인 유전 층은 산화물 또는 질화물, 예를 들어 질화규소, 산화규소, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 산화아연 또는 산화티탄을 함유할 수 있다.
도시된 것과 같이 발열 코팅층(81)은 면내 영역(A1)에 배치되고, 와이퍼 영역(A2)에도 배치될 수 있다. 발열 코팅층(81)은 면내 영역(A1)과 와이퍼 영역(A2) 사이의 부분이 식각되어 면내 영역(A1)의 부분과 와이퍼 영역(A2)의 부분이 서로 이어지지 않게 형성될 수 있다. 따라서 버스바(20)와 전기적으로 연결되는 면내 영역(A1)에 위치한 발열 코팅층(81)의 일부분에서는 발열이 일어나지만, 와이퍼 영역(A2)에 위치한 발열 코팅층(81)의 다른 일부분에서는 발열이 일어나지 않을 수 있다. 발열 코팅층(81)에 의해서 면내 영역(A1) 전체적으로 고른 발열이 일어날 수 있다.
발열 필름(30)
발열 필름(30)은 세로방향을 기준으로 제2 주 버스바(22)의 외측인 와이퍼 영역(A2)에 배치되는 구성요소로, 전력이 인가됨에 따라 발열하도록 마련된다. 발열 필름(30)은 제3 단자(53)와 제4 단자(54)에 연결된다. 따라서 발열 필름(30)으로도 전력이 전달되어 발열이 일어날 수 있다. 발열 필름(30)에 의해 와이퍼 영역(A2)에서도 발열이 일어난다.
발열 필름(30)은 기재층(31) 및 기재층(31)의 일면에 적층되는 필름 코팅층(32)을 구비할 수 있다. 필름 코팅층(32)은 발열을 위해 배치될 수 있다.
기재층(31)은 발열 필름(30)의 기재로서, 형태를 유지하는 역할을 한다. 기재층(31)은 플라스틱 기판 또는 필름으로 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, PET(polyethylene terephthalate), PI(poly imide), PEN(polyethylene naphthalate), PP(polypropylene), PC(polycarbonate) 등이 기재층(31)의 소재로 사용될 수 있다.
기재층(31)은 평균 두께가 50㎛ 내지 500㎛일 수 있다. 기재층(31)의 평균 두께가 상기 범위 미만인 경우 형태 유지가 되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 기재층(31)의 평균 두께가 상기 범위 초과인 경우, 기재층(31)의 연성이 부족하여 유리의 곡률에 따라 같은 형태로 접합되지 않고 표면이 쭈글쭈글해지는 문제, 또는 발열 필름(30) 주변부가 두께 단차 만큼의 빈 공간이 발생하여 기포를 유발하는 문제가 발생할 수 있다.
필름 코팅층(32)은 전류에 의해 발열되어 유리 표면의 성에를 제거하는 역할을 한다. 유리 표면의 성에를 제거하기 위한 필름 코팅층(32)은 우수한 발열 특성과 고 유연성을 동시에 가질 필요가 있다. 자동차 유리는 가로와 세로로 곡률이 형성된 복곡 형상이므로 필름 코팅층(32)은 높은 유연성을 가져 형태와 모양에 제약을 받지 않는 것이 필요하다. 필름 코팅층(32)이 높은 유연성을 가져, 복곡 형상을 따라가면서도 와이퍼 영역(A2)에서 주름이 잡히며 우그러지지 않을 수 있다. 기존 투명 전도체로서 많이 사용되는 산화인듐(ITO) 발열체는 산화물의 특성상 유연성에서 다소 부족함을 보여 발열층으로 사용하기에 어려움이 있으며, 스퍼터링과 같은 진공 챔버에서 증착 과정을 거쳐 생성되기 때문에 설비에 제약이 있었다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 코팅층(32)은 금속을 포함하는 재질로 기재층(31)에 코팅되어 사용된다. 이러한 필름 코팅층(32)을 형성하는 것은 육안으로 식별 불가한 수준의 크기를 가지는 나노 와이어일 수 있는데, 이를 고르게 기재층(31)에 도포하여, 일반적인 와이어와 달리 면 발열이 일어날 수 있다.
나노 와이어는 전도성이 우수한 금속을 포함할 수 있으며, 예컨대, 은, 금, 백금, 알루미늄 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함할 수 있다. 구체적으로, 나노 와이어는 은(Ag)을 포함할 수 있고, 보다 구체적으로, 은(Ag)으로 이루어질 수 있다.
또한, 필름 코팅층(32)은 나노 와이어를 포함하는 코팅층 조성물을 마이크로그라비아 코팅, 그라비아 코팅, 슬랏다이 코팅, 콤마코팅, 초음파 스프레이 코팅, 스프레이 코팅, 딥 코팅 또는 스핀 코팅하여 제조될 수 있다.
상기 필름 코팅층(32)의 저항은 10Ω/□ 내지 120Ω/□일 수 있다. 필름 코팅층(32)의 저항이 상기 범위 미만인 경우, 과발열로 인한 필름 찢김이 발생하고, 상기 범위 초과인 경우, 발열 성능 저하로 성에 제거 효과가 부족할 수 있다.
나노 와이어의 길이는 5㎛ 내지 35㎛ 일 수 있다. 상기 필름 코팅층(32) 내 나노 와이어의 평균 길이가 상기 범위 미만인 경우, 나노 와이어 사이의 네트워크 형성이 어렵고 이로 인해 전도성이 약하거나 없어지므로 발열량이 적어 성에 제거 효과가 부족하며 긁힘에 대한 강도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 나노 와이어의 평균 길이가 상기 범위 초과인 경우, 나노 와이어 형상 입자들이 각각 실타래같이 얽히어 필름 코팅층(32) 제조시나 코팅 공정 상의 어려움으로 코팅된 발열 코팅층의 균일한 전도도 형성, 즉 균일한 온도 발열 구현이 어려워지고, 이렇게 제조된 필름 코팅층(32)의 적용시 국부 과발열이 일어나는 문제점이 있으며 필름 코팅층(32)의 경도가 부족하여 파손되는 문제가 발생할 수 있다. 나노 와이어의 두께는 25nm 내지 80nm 일 수 있다. 상기 필름 코팅층(32) 내 나노 와이어의 평균 두께가 상기 범위 미만인 경우, 나노 와이어 의 오랜 시간 발열 시 와이어 단락으로 발열 안정성이 저하될 수 있다. 또한 나노 와이어의 평균 두께가 상기 범위 초과인 경우, 과 발열이 일어나는 문제가 발생 할 수 있다. 필름 코팅층(32)의 고체 함량은 0.3wt% 내지 1.2wt%일 수 있다.
필름층(70)
본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체(1)는 내부에서 적층되는 필름층(70)을 포함할 수 있고, 필름층(70)은 제1 필름층(71)과 제2 필름층(72)을 포함할 수 있다. 도 2에서, 버스바(20)와 에나멜층(82) 사이에 필름층(70)이 배치될 수 있다. 와이퍼 영역(A2)에서는 제1 필름층(71)과 제2 필름층(72) 사이에 발열 필름(30)과 제3 단자(53)가 배치될 수 있다. 면내 영역(A1)에서는 제1 필름층(71)과 제2 필름층(72)사이에 다른 층이 배치되지 않을 수 있다. 따라서 면내 영역(A1)에서 두 필름층(71, 72)이 서로 접촉하여 하나의 필름층(70)을 형성할 수 있다. 제1 필름층(71)은 상대적으로 제1 유리판(10)에 가깝고, 제2 필름층(72)은 상대적으로 제2 유리판(40)에 가깝게 배치될 수 있다.
제1 필름층(71)과 제2 필름층(72)은 PVB(polyvinylbutyral)로 구성될 수 있다. 제1 필름층(71)과 제2 필름층(72)은 EVA(ethylene vinyl acetate), PU(polyurethane) 등을 포함할 수 있다. 제1 필름층(71)의 두께는 0.7mm 내지 0.8mm일 수 있고, 제2 필름층(72)은 필름층(71, 72)의 두께는 0.3mm 내지 0.4mm일 수 있다. 제1 필름층(71)은 차음 및 HUD 기능을 가질 수 있다.
제2 단자(52)는 제1 필름층(71)과 제2 주 버스바(22) 사이에 배치될 수 있고, 제3 단자(53)는 발열 필름(30)과 제2 필름층(72) 사이에 배치될 수 있다. 제1 단자(51)는 제1 주 버스바(21)와 제1 필름층(71) 사이에 배치될 수 있다.
전도 테이프층(61, 62, 63, 64)
본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체(1)는 전도 테이프층(61, 62, 63, 64)을 포함할 수 있다. 전도 테이프층(61, 62, 63, 64)은 동박막으로 구성될 수 있다. 동박막인 전도 테이프층(61, 62, 63, 64)의 두께는, 0.03mm 내지 0.07mm일 수 있다.
전도 테이프층(61, 62, 63, 64)은 전압 인가로 인해 전류가 발열 필름(30) 또는 버스바(20)에 흐르도록 하는 전극 역할을 한다. 전도 테이프층(61, 62, 63, 64)은 단자(51, 52, 53, 54)를 통해 전달받는 외부 전력원으로부터의 전류를 통전한다. 즉, 본 발명에 따른 유리 적층체는 외부 전력원과 전도 테이프층(61, 62, 63, 64)사이에 별도의 접촉 매체, 예를 들어, 접촉 스트립, 호일 도체, 전도성 구조체 등을 포함하지 않는다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체(1)는 발열 필름(30)등에 추가 전극을 배치하지 않아 제조 공정을 단순화 할 수 있는 장점이 있다. 추가로, 얇은 두께의 금속 와이어를 사용하지 않아 단선되는 문제 및 성에 제거에 긴 시간이 소요되는 문제를 방지하여 넓은 면적에 발생한 성에도 단시간에 제거할 수 있다는 장점이 있다.
전도 테이프층(61, 62, 63, 64) 중 발열 필름(30)에 적층되는 일부(63, 64)의 면적은 발열 필름(30)의 면적보다 작을 수 있다. 구체적으로, 상기 일부분의 전도 테이프층(63, 64)은 발열 필름(30)보다 세로방향을 기준으로 한 너비가 작을 수 있다. 마찬가지로, 전도 테이프층(61, 62, 63, 64) 중 버스바(20)에 적층되는 일부(61, 62)의 면적은 버스바(20)의 면적보다 작을 수 있다.
제1 전도 테이프층(61)은 제1 주 버스바(21)와 제1 단자(51) 사이에 배치될 수 있다. 제2 전도 테이프층(62)은 제2 주 버스바(22)와 제2 단자(52) 사이에 배치될 수 있다. 제3 전도 테이프층(63)은 발열 필름(30)의 필름 코팅층(32)과 제3 단자(53) 사이에 배치될 수 있다. 제4 전도 테이프층(64)은 필름 코팅층(32)과 제4 단자(54) 사이에 배치될 수 있다. 제3 전도 테이프층(63)과 제4 전도 테이프층(64)은 세로방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 단자(51)와 제2 단자(52)가 각각 반대극성에 연결되고, 제3 단자(53)와 제4 단자(54)가 각각 반대극성에 연결될 수 있다.
에나멜층(82)
제2 유리판(40)과 필름층(70) 사이에는 에나멜층(82)이 배치될 수 있다. 에나멜층(82)은 블랙 에나멜로 구성될 수 있다. 에나멜층(82)은 빛이 투과되어야 하는 영역을 제외한 영역을 불투명하게 덮어, 버스바(20)와 발열 필름(30)이 외부로부터 보이지 않게 가리는 역할을 할 수 있다.
제1 주 버스바 날개(212)와 제1 주 버스바 돌출부(213)는 전체에 걸쳐, 적층방향을 따라 에나멜층(82)에 중첩되며, 에나멜층(82)으로부터 벗어난 부분을 가지지 않을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체(1)에 온도를 획득하는 부위를 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체(1)의 구성을 각 구분에서 어떻게 달리하여 온도를 획득하였는지를 정리한 표이다. 도 5는 도 3의 각 위치에서 도 4의 조건에 따라 획득된 온도를 나열한 표이다. 도 3에서 나타난 거리 D2는 발열 유리 적층체(1)의 정중앙에서 우측으로 일부 이격된 위치의 거리를 측정한 것으로 도시되었으나, 이는 도면 표기상의 편의를 위해 위치를 이동한 것으로, D2는 발열 유리 적층체(1)의 정중앙에서 측정된 거리일 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 유리 적층체(1) 상의 세로방향 및 가로방향을 따라 상이한 위치를 가지는 6개의 위치에서의 발열 코팅층(81)에 의한 면내발열에 따른 온도가 측정될 수 있다. 그리고 이러한 온도 측정은, 도 4와 같이 조건을 달리하며 측정될 수 있다. 이러한 측정 결과가 도 5와 같다. 도 5의 각 자료의 단위는 섭씨온도이다.
구분 1 내지 구분 3의 '기본형'이란 제2 주 버스바(22)와, 제1 주 버스바 몸체(211)만을 포함하는 경우를 의미한다. 기본형으로 구성된 구분 1의 경우 제1 주 버스바(21) 양단과 인접한 영역에서 발열이 집중되어 과발열이 일어남을 알 수 있다. 구분 1에서 부 버스바(23)가 더 사용되는 구분 2의 경우 측정 부위별 평균 온도값에 대한 표준편차가 줄어드나, 여전히 편차가 큼을 알 수 있다. 구분 2에서 전도 테이프가 더 사용되는 구분 3의 경우, 제1 주 버스바(21)와 인접한 영역의 편차가 대폭 줄어듬을 확인할 수 있다.
구분 3에서 연장부가 더 사용되고, D1이 D2와 같거나 D2의 90%인 구분 4 및 구분 5의 경우 편차가 더 줄어들어 최대 온도가 감소하나 평균 온도가 상승해, 차량용 유리로 사용될 수 있는 조건을 만족함을 알 수 있다. D1의 D2에 대한 상대적인 길이를 구분 5보다 낮춘 구분 6, 구분 7 및 구분 8의 경우, 상대적인 길이가 줄어들수록 편차가 커지고 최대온도가 증가하여 차량용 유리로 사용되기 부적합함을 알 수 있다. 차량용 유리로 사용되기에 적합하다고 판단받기 위한 조건은, 전압인가 후 20분이 지난 뒤 발열에 의해 측정되는 온도가 70℃ 이하인 상태를 만족하는 것이다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 발열 유리 적층체
10 : 제1 유리판
21 : 제1 주 버스바
22 : 제2 주 버스바
23 : 부 버스바
30 : 발열 필름
31 : 기재층
32 : 필름 코팅층
40 : 제2 유리판
51 : 제1 단자
52 : 제2 단자
53 : 제3 단자
54 : 제4 단자
61 : 제1 전도 테이프층
62 : 제2 전도 테이프층
63 : 제3 전도 테이프층
64 : 제4 전도 테이프층
70 : 필름층
71 : 제1 필름층
72 : 제2 필름층
81 : 발열 코팅층
82 : 에나멜층
211 : 제1 주 버스바 몸체
212 : 제1 주 버스바 날개
213 : 제1 주 버스바 돌출부

Claims (7)

  1. 제1 유리판;
    전력이 인가됨에 따라 발열하도록 마련되는 상기 제1 유리판에 코팅되는 발열 코팅층;
    상기 발열 코팅층에 적층되어 전기적으로 연결되는 주 버스바와, 상기 발열 코팅층에 상기 주 버스바와 중첩되지 않도록 적층되어 전기적으로 연결되는 부 버스바를 구비하는 버스바; 및
    상기 버스바에 적층되는 제2 유리판을 포함하고,
    상기 주 버스바는, 세로방향을 기준으로 상기 제1 유리판의 일단에서 가로방향을 따라 연장되는 제1 주 버스바와, 상기 제1 유리판의 타단에서 가로방향을 따라 연장되는 제2 주 버스바를 포함하고,
    상기 제1 주 버스바는,
    가로방향으로 연장된 제1 주 버스바 몸체;
    상기 제1 주 버스바 몸체의 양단으로부터 제2 주 버스바를 향해 각각 돌출된 제1 주 버스바 날개; 및
    가로방향을 중심으로 상기 제1 주 버스바 몸체의 중심에서 상기 제2 주 버스바를 향하는 방향으로 돌출된 형태를 가지는 제1 주 버스바 돌출부를 포함하고,
    세로방향을 기준으로 상기 제1 주 버스바 날개와 상기 제2 주 버스바가 이격된 거리는, 상기 제1 주 버스바 돌출부가 상기 제2 주 버스바로부터 이격된 거리의 90% 내지 100%인, 발열 유리 적층체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부 버스바는, 가로방향을 중심으로 상기 제1 주 버스바의 중심 영역에서 상기 제2 주 버스바로부터 멀어지는 방향으로 돌출된 형태를 가지는, 발열 유리 적층체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부 버스바는, 양단이 상기 제1 주 버스바에 연결되어 상기 제1 주 버스바와 함께 폐곡선을 형성하는, 발열 유리 적층체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주 버스바 돌출부는, 양단이 상기 제1 주 버스바 몸체에 연결되어 상기 제1 주 버스바 몸체와 함께 폐곡선을 형성하는, 발열 유리 적층체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발열 코팅층과 상기 제2 유리판 사이에 배치되고, 세로방향을 기준으로 상기 제2 주 버스바의 외측에 배치되고, 전력이 인가됨에 따라 발열하도록 마련되는 발열 필름을 더 포함하고,
    상기 발열 필름은, 기재층 및 상기 기재층의 일면에 적층되고, 발열을 위한 필름 코팅층을 구비하는, 발열 유리 적층체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주 버스바와 상기 발열 필름 사이에 배치되고 PVB로 구성되는 제1 필름층; 및
    상기 발열 필름과 상기 제2 유리판 사이에 배치되고, PVB로 구성되는 제2 필름층을 더 포함하는, 발열 유리 적층체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 발열 필름에 적층되는, 동박막으로 구성되는 전도 테이프층을 더 포함하는, 발열 유리 적층체.
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