KR960012582B1 - 투명열절연 다층박막 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
요약없음
Description
첨부된 도면은 항온항습조(85℃, 상대습도 85%)에서 100시간 동안 방치한 투명열절연 다층박막의 광학특성을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 투명열절연 다층박막에 관한 것으로, 특히 금속층을 사이에 두고 내외측으로 산화물층이 형성된 다층구조의 열절연박막에서 금속층과 산화물층의 사이에 중간층을 개재시켜 내시효특성을 향상시킨 투명열절연 다층박막 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 건물이나 자동차의 유리창이나 투명한 플라스틱에 코팅되어 사용되고 있는 투명열절연 박막은 가시광선 영역의 입사광에 대해서는 높은 투광성을 나타냄으로 투명한 상태를 나타내는 한편 적외선 영역의 입사광선에 대해서는 높은 반사율을 나타내어 열의 흐름을 차단하므로써 이러한 특성을 지닌 투명열절연 박막이 형성된 유리창등은 유리창 본래의 투명성을 간직한채 열차단에 의한 실내의 냉, 온방 효율을 증대시키는 효과를 발휘하게 된다.
이러한 투명열절연 다층박막의 기본적인 구조는 내,외산화물층의 사이에 금속층이 개재된 산화물층/금속층/산화물층과 같은 샌드위치 구조로 이루어지며, 통상적으로 폴리에칠렌 테레프타레이트, 폴리프로필렌 또는 폴리카보네이트 필름등의 투명고분자 플라스틱 필름위에 진공증착법, 화학기상증착법 또는 스퍼터링 방법으로 산화물층→금속층→산화물층 순으로 순차적으로 형성시켜 다층박막을 제조한 후 유리창에 부착하여 사용하거나 혹은 유리표면에 직접 다층박막을 형성하여 사용하고 있다.
투명열절연 다층박막에서 산화물층은 높은 투광도를 갖기 위해 굴절율이 높아야 하며 내부의 금속층을 외부환경으로부터 보호하기 위하여 화학적으로 안정하고 기공율이 낮아야 할 뿐만 아니라 금속막의 핵생성이 용이하여야 하고 금속층과의 확산이 적어야 한다.
그리고 금속층은 가시광선 영역의 광선에 대해서는 투광율이 높으면서 적외선 영역의 광선에 대해서는 반사율이 높고, 또한 화학적으로 안정하면서 미관상 무색을 띠어야 한다.
위에서 열거한 바의 다층박막에서 요구되는 여러 특성이 구비된 다층박막의 제조기술로는 다음과 같은 대략 세가지 형태가 알려져 있다.
(1) 미국 특허 제4,462,883호 및 제4,716,086호 ; 산화물층/은층/산화물층형
(2) 미국 특허 제4,834,857호 및 제4,806,220호 ; 산화물층/산화물층/금속층/산화물층/산화물층형
(3) 미국 특허 제4,898,789호 ; 산화물층/금속층/은층/산화물층/금속층/은층/산화물층형
그런데. 상기 세가지 형태의 종래 투명열절연 다층박막 제조기술에 있어서, (1)과 (2)의 방법에 의해 제조된 투명열절연 다층박막은 사용기간이 경과됨에 따라 적외선 반사율이 점차적으로 낮아지게 되는 시효특성(時效特性)을 나타내는 단점이 있으며, (3)의 방법에 의해 제조된 투명열절연 다층박막의 경우에는 내시효특성은 우수한 반면에 제조공정이 복잡하여 제조비용이 높다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래의 투명열절연 다층박막의 제조방법에서 문제점으로 지적되고 있는 시효특성과 제조공정의 복잡화를 해결하기 위한 방편으로 산화물층/금속층/산화물층의 구조를 띠는 투명열절연 다층박막의 제조시 금속층과 산화물층의 사이에 중간층을 형성하여 비교적 간단한 제조공정으로 우수한 내시효특성을 갖는 투명열절연 다층박막을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 양 산화물층 사이에 위치하는 금속층으로서의 은층의 한쪽 또는 양측 표면에 크롬, 게르마늄, 실리콘, 바나디움, 티타늄, 지르코늄 또는 그 합금으로 구성된 중간층을 5~50Å의 두께로 형성시킨 데에 기술적 특징이 있다.
본 발명에서 금속층과 산화물층의 사이에 중간층을 형성시킨 이유를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
투명열절연 다층박막에서 가시광선의 투광과 적외선 반사에 가장 크게 영향을 미치는 것은 은층으로 알려지고 있다.
그런데 은층의 두께는 대개 100~200Å로 매우 얇기 때문에 높은 표면에너지를 가지고 있다.
투명열절연 다층박막이 사용시간의 경과에 따라 광학적 특성이 저하되는 시효특성은 상기 높은 표면에너지를 가지고 있는 은층이 표면에너지를 낮추기 위하여 뭉치는 현상에 기인하는 것으로 알려져 있다.
이러한 사실을 바탕으로 하여 본 발명에서는 은층의 양면 또는 한면에 증간층을 형성하여 은층의 표면에너지를 감소시킴으로써 내시효특성을 향상시키고자 하였다.
이때, 중간층의 두께는 5~50Å이 적절한데, 만일 5Å 이하의 두께로 되는 경우에는 내시효효과가 적어지며 50Å 이상으로 되면 광투과도가 낮아지게 된다.
본 발명의 투명열절연 다층박막의 제조공정은 다음과 같다.
플라스틱 필름이나 유리기판의 표면에 스퍼터링 방법을 이용하여 산화물층을 약 200Å의 두께로 형성한 다음 중간층으로서의 크롬막 등을 5~50Å의 두께로 형성하고 다시 그 위에 은막을 약 150Å의 두께로 형성한 후 그 위로 산화물층을 형성함으로써 본 발명의 투명열절연 다층박막이 얻어지게 된다.
이때, 중간층은 은층의 한쪽면에만 형성되거나 양쪽면 모두에 형성될 수 있다.
이러한 본 발명의 투명열절연 다층박막의 제조공정은 공정자체가 단순하고 공정의 전체단계 수행에 걸리는 시간이 비교적 짧다는 이점이 있으며, 또한 본 발명의 방법에 의해 제조된 투명열절연 박막은 우수한 내시효특성을 나타낸다.
본 발명의 목적과 구체적인 제조공정 및 투명열절연 박막의 특성 등은 다음의 실시예를 통하여 보다 명확하게 이해될 것이다.
실시예 1
유리기판 위에 스퍼터링 방법으로 산화티타늄막을 200Å 두께로 성막시킨 다음 계속해서 크롬막을 5Å 두께로 성막시키고 그 위에 은막을 150Å 두께로 성막하였다. 계속해서 다시 크록막을 5Å 두께로 성막시킨 다음 그 위에 다시 산화티타늄막을 200Å 두께로 성막하여 투명열절연 다층박막을 제조하였다. 제조된 투명열절연 다층박막의 내시효특성을 측정하기 위하여 85℃, 상대습도 85%로 유지된 항온항습조에서 100시간 동안 방치한 후 측정한 광학특성의 그 결과는 첨부된 도면과 같다.
실시예 2
폴리에칠렌 테레프타레이트 필름위에 스퍼터링 방법으로 산화주석막을 200Å 두께로 성막시킨 다음 계속해서 크롬에 20중량% 지르코늄을 첨가한 합금박막을 20Å 두께로 성막시키고 그 위에 은막을 150Å 두께로 성막하였다. 계속해서 그 위에 다시 산화주석막을 200Å 두께로 성막하여 투명열절연 다층박막을 제조하였다. 제조된 투명열절연 다층박막의 내시효특성을 측정하기 위하여 85℃, 상대습도 85%로 유지된 항온항습조에서 100시간 동안 방치한 후 측정한 광학특성의 결과는 첨부된 도면과 같다.
실시예 3
폴리프로필렌 필름위에 스퍼터링 방법으로 산화인듐막을 200Å 두께로 성막시킨 다음 그 위에 은막을 150Å 두께로 성막하였다. 계속해서 다시 크롬막을 50Å 두께로 성막시킨 다음 그 위에 다시 산화인듐막을 200Å 두께로 성막하여 투명열절연 다층박막을 제조하였다. 제조된 투명열절연 다층박막의 내시효특성을 측정하기 위하여 85℃, 상대습도 85%로 유지된 항온항습조에서 100시간 동안 방치한 후 측정한 광학특성의 결과는 첨부된 도면과 같다.
실시예 4
유리기판 위에 스퍼터링 방법으로 산화아연막을 200Å 두께로 성막시킨 다음 계속해서 크롬막을 10Å 두께로 성막시키고 그 위에 은막을 150Å 두께로 성막하였다. 계속해서 다시 크롬막을 10Å 두께로 성막시킨 다음 그 위에 다시 산화아연막을 200Å 두께로 성막하여 투명열절연 다층박막을 제조하였다. 제조된 투명열절연 다층박막의 내시효특성을 측정하기 위하여 온도 85℃, 상대습도 85%로 유지된 항온항습조에서 100시간 동안 방치한 후 측정한 광학특성의 결과는 첨부된 도면과 같다.
비교예
유리기판 위에 스퍼터링 방법으로 산화타타늄막을 200Å 두께로 성막시킨 다음 계속해서 은막을 150Å 두께로 성막하였다. 그 위에 다시 산화티타늄막을 200Å 두께로 성막하여 투명열절연 다층박막을 제조하였다. 제조된 투명열절연 다층박막의 내시효특성을 측정하기 위하여 85℃, 상대습도 85%로 유지된 항온항습조에서 100시간 동안 방치한 후 측정한 광학특성의 결과는 첨부된 도면과 같다.
첨부된 도면에서 알 수 있듯이 본 발명의 방법에 의해 제조된 투명열절연 다층박막의 적외선 반사율이 종래의 방법으로 제조된 투명열절연 다층박막에 비해 월등히 높게 나타나므로 내시효특성이 우수함을 알 수 있다.
Claims (4)
- 산화물층/은층/산화물층형의 투명열절연 다층박막에 있어서, 은층과 양 산화물층간의 일측 또는 양측 사이에 은층의 안정화를 위한 중간층을 5~50Å의 두께로 형성함을 특징으로 하는 투명열절연 다층박막.
- 제1항에 있어서, 중간층은 크롬박막, 게르마늄박막, 실리콘박막, 바나디움박막, 티타늄박막, 지르코늄박막 또는 이들의 합금박막으로 이루어짐을 특징으로 하는 투명열절연 다층박막.
- 플라스틱 필름 또는 유리기판 위에 스퍼터링 방법으로 산화물층, 은층, 산화물층을 순차적으로 형성하여 산화물층/은층/산화물층형 투명열절연 다층박막을 제조하는 방법에 있어서, 은층의 형성전 또는 후, 혹은 전,후 모두에 걸쳐 5~50Å의 중간층을 형성함을 특징으로 하는 투명열절연 다층박막의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 중간층은 크롬, 게르마늄, 실리콘, 바나디움. 티타늄, 지르코늄 또는 이들의 합금으로 이루어짐을 특징으로 하는 투명열절연 다층박막의 제조방법.
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