KR101336876B1 - 적외선 차단용 이중 창호 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 유리 부재, 제2 유리 부재 및 제1 유리 부재와 상기 제2 유리 부재 사이에 설치되어 상기 제1 유리 부재와 상기 제2 유리 부재의 간격을 유지하는 스페이스 부재를 포함하는 적외선 차단을 위한 이중 창호 시스템에 있어서,
제1 유리 부재의 일표면에는 근적외선 반사용 나노 물질 코팅막이 형성되어 있고, 제2 유리 부재의 일표면에는 열변성 물질 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

적외선 차단용 이중 창호 시스템{Double Window System for Cut-Off Infrared Rays}
본 발명은 적외선 차단용 이중 창호 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 이중 구조를 갖는 창문 유리에서 적외선 차단율을 증가시켜 실내의 냉난방에 필요한 에너지를 절감할 수 있도록 하는 적외선 차단용 이중 창호 시스템에 관한 것이다.
일반 주택 및 건물의 종래의 창호는 단열성이 매우 취약하여 창호를 통해 건축물에서 45% 이상의 열에너지가 창호를 통해 손실되고 있다.
이러한 열 손실을 개선하기 위하여 이중창, 삼중창의 형태로 다중 유리 접합 방식을 이용하여 구성되는 복층 유리는 한 쌍의 유리판 사이에 간격을 유지시키는 스페이스 부재를 형성하고, 스페이스 부재의 양면에 부틸 고무 등의 접착액을 도포한 후 진공 상태에서 소정의 압력과 열을 가하여 스페이스 부재의 양면에 유리관을 접착시켜 제작되는데, 이러한 복층 유리는 유리관 사이에 형성되는 진공부에 의해 방음 및 단열 효과가 우수하여 건축자재로 널리 사용되고 있다.
복층 유리의 구성에는 일반유리를 이중으로 사용하거나, 로이 유리(Low-E Glass, Low-emissivity, 저방사 유리)와 일반 유리를 이중으로 사용하는 방식이 사용되고 있는데, 로이유리는 투과율면에 있어서는 일반 유리와 비슷하지만, 일반 유리가 적외선의 일부만을 반사하는 데 반해 로이유리는 일반 유리 내부에 적외선 반사율이 높은 특수 금속막(일반적으로 은(Ag) 사용)을 코팅시킨 유리로 건축물의 단열성을 높이기 위한 것으로, 로이유리의 특수 금속막은 가시 광선을 투과시켜 실내의 채광성을 높여주고, 적외선은 반사하므로 실내외 열의 이동을 극소화시켜 실내의 온도 변화를 작게 만들어주는 에너지 절약형 유리이다. 로이유리는 코팅 제조 방법에 따라 파이롤리틱 공법(pyrolytic process)에 의한 하드 로이(hard low-E)와 스퍼터링 공법에 의한 소프트 로이(soft low-E)로 구분한다.
이러한 로이유리는 사용조건에 따라 차이가 있지만, 단판 유리와 비교해서는 약 50%, 일반 복층 유리보다는 약 25%의 에너지 절감 효과가 있는 것으로 알려져 있는데, 이러한 장점 때문에 주택 및 일반 건축물의 창이나 채광을 위한 용도로 쓰며, 에너지 절약을 위한 용도로 사용된다. 특히 24시간 냉난방 가동 중인 병원, 호텔 등에 적합하다.
그런데, 도1에 도시된 바와 같이, 보다 개선된 적외선 차단을 위해 로이유리를 이중으로 사용할 경우, 원하는 바와 같이 로이유리를 단일로 사용할 경우보다 적외선을 2배로 차단하지도 못할 뿐만 아니라 가시광의 투과율도 현저하게 떨어져서 실내를 어둡게 하므로 일반창호로 사용하기 어렵다는 문제점을 갖는다.
또한, 유리와 유리 사이에 불활성 가스를 채워서 열선을 일부 감소시키는 효과도 있으나, 특수 장비를 갖추지 못한 영세 유리 제조 업체에서는 재가공 등의 작업을 수행할 수 없어 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.
[선행기술문헌] 한국등록특허 10-0828201
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 일반유리에 적외선 반사 물질을 코팅된 유리를 사용하여 적외선을 일차적으로 반사한 후, 차단되지 않은 나머지 적외선을 2차적으로 로이유리 또는 열변성 물질이 코팅된 유리로 반사시켜, 실내로 유입 또는 실외로 유출되는 열 에너지를 차단할 수 있는 이중 창호 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 이중 창호 시스템은, 제1 유리 부재, 제2 유리 부재 및 상기 제1 유리 부재와 상기 제2 유리 부재 사이에 설치되어 상기 제1 유리 부재와 상기 제2 유리 부재의 간격을 유지하는 스페이스 부재를 포함하는 적외선 차단을 위한 이중 창호 시스템을 제공하고,
상기 제1 유리 부재의 일표면에는 근적외선 반사용 나노 물질 코팅막이 형성되어 있고, 상기 제2 유리 부재의 일표면에는 열변성 물질 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 창호 시스템을 제공한다.
여기서 근적외선 반사용 나노 물질 코팅막은, 상이한 굴절율을 가지는 복수의 절연체가 적층되어 형성되는 것이 바람직하다.
이때 적층되는 절연체는 ITO, ATO, ITO+ATO, IATO, TiO2, Ta2O5, ZnO, SiO2 및 SiN, Al2O3 로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한 제2 유리 부재에 사용되는 열변성 물질 코팅막은 이산화바나듐을 주원료로서 포함한다.
또한, 제2 유리 부재에 사용되는 열변성 물질 코팅막은 상기 이산화바나듐 이외에도 몰리브덴(Mo) 또는 텅스텐을 첨가제로서 더 포함할 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 이중 창호 시스템에 사용된 제1 유리 부재는 이중 창호 시스템의 외창으로 사용될 수 있고, 상기 제2 유리 부재는 이중 창호 시스템의 내창인 사용될 수도 있지만, 이와 반대로 상기 제1 유리 부재가 이중 창호 시스템의 내창으로 사용되고, 상기 제2 유리 부재가 이중 창호 시스템의 외창으로 사용되어도 유사한 효과가 얻어질 수 있다.
또한 근적외선 반사용 코팅막은 높은 굴절율을 가진 TiO2와 비교적 낮은 굴절율을 가진 SiO2를 교대로 적층하여 형성된 것이 사용될 수도 있다.
또한 본 발명의 제2 양태에 따르면,
근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막이 일면에 구성된 제1 유리 부재;
특수 금속막이 일면에 형성된 로이유리로 구성되는 제2 유리 부재;
상기 제1 유리 부재 및 상기 제2 유리 부재 사이에 설치되어 각 유리 부재 간에 이격된 간격을 유지시키는 스페이스 부재를 포함하고,
상기 제1 부재의 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막과 상기 제2 유리 부재의 특수 금속막은 서로 마주보게 설치되는 것을 특징으로 하는 적외선 차단을 위한 이중 창호 시스템이 제공된다.
제1 유리 부재 상부의 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막은 제1 절연체와 제2 절연체가 교대로 적층되어 복층으로 구성되며, 상기 제1 절연체의 굴절률은 상기 제2 절연체의 굴절률보다 큰 것이 바람직하다.
또한 제1 절연체는 ITO, ATO, ITO+ATO, IATO, TiO2, Ta2O5, ZnO 중 하나로 구성되는 한편, 제2 절연체는 SiO2 또는 SiN, Al2O3 중 하나로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르는 적외선 차단용 이중 창호 시스템은, 실내로 적외선의 유입 비율을 감소시켜 실내의 온도가 증가하는 것을 방지할 수 있는 한편, 실외로 열이 유출되는 것을 방지하여 실내의 난방/냉방 에너지 절약에 기여할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 적외선 차단용 이중 창호 시스템은, 적외선 차단율을 증가시키면서 가시광 투과율도 증가시켜 실내에서 시야 확보에 유리하다.
본 발명에 따르는 적외선 차단용 이중 창호 시스템은, 적외선 반사 물질 및 열변성 물질이 코팅된 일반 유리 2매를 사용하여 이중 창호 시스템을 구현함으로써 종래의 적외선 차단을 위한 이중 창호 시스템에 비해 제조 단가를 현저하게 낮출 수 있다.
도 1은 두 장의 로이유리를 사용하여 구성되는 이중 창호 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예를 따르는 적외선 차단용 이중 창호 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예를 따르는 적외선 차단용 이중 창호 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따르는 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막이 유리부재에 복층으로 구성되는 것을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에서와 같이 근적외선 반사용 나노 물질 코팅막이 외창에 형성되고 열변성 물질 코팅막이 내창에 형성된 이중 창호 시스템과, 아무것도 코팅되지 않은 유리와 열변성 물질이 코팅된 유리로 이루어진 이중 창호 시스템과, 근적외선 흡수 물질이 코팅된 유리와 열변성 물질이 코팅된 유리로 이루어진 이중 창호 시스템과의 시간에 따른 온도의 상승 및 적외선 투과율을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에서와 같이 근적외선 반사용 나노 물질 코팅막이 내창에 형성되고 열변성 물질 코팅막이 외창에 형성된 이중 창호 시스템과, 아무것도 코팅되지 않은 유리와 열변성 물질이 코팅된 유리로 이루어진 이중 창호 시스템과, 근적외선 흡수 물질이 코팅된 유리와 열변성 물질이 코팅된 유리로 이루어진 이중 창호 시스템과의 시간에 따른 온도의 상승 및 적외선 투과율을 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따르는 적외선 차단용 이중 창호 시스템에 유입되는 광의 파장에 대한 투과도를 나타내는 그래프이다.
본 발명에 따르는 적외선 차단용 이중 창호 시스템은 일반유리에 적외선 반사 물질을 코팅하여 적외선을 일차적으로 차단한 후, 로이유리 또는 열변성(thormochromic) 물질이 코팅된 유리를 추가로 사용하여, 적외선 코팅된 일반 유리에 의해 차단되지 않은 나머지 적외선을 반사시켜, 실내로 유입 또는 실외로 유출되는 열 에너지를 효과적으로 차단할 수 있다.
(제1 실시예)
도2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예를 따르는 적외선 차단용 이중 창호 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예를 따르는 적외선 차단용 이중 창호 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도4는 본 발명에 따르는 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막이 유리부재에 복층으로 구성되는 것을 예시적으로 나타내는 도면으로, 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따르는 적외선 차단용 이중 창호 시스템은, 도2에 도시된 바와 같이, 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막(11)이 일면에 구성된 제1 유리 부재(10); 열변성 물질로 코팅된 막(21)이 일면에 구성된 제2 유리 부재(20); 상기 제1 유리 부재(10) 및 상기 제2 유리 부재(20) 사이에 설치되어 각 유리 부재 간에 이격된 간격을 유지시키는 스페이스 부재(40)를 포함하고, 상기 제1 부재의 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막(11)과 상기 제2 유리 부재의 열변성 물질로 코팅된 막(21)은 서로 마주보게 설치된다.
일반적으로 사용되는 근적외선 반사용 나노 물질은 태양광 중 적외선 영역의 빛을 차단하는 특성을 갖는 나노 금속 산화물로 구성되는데, 대부분의 나노 금속 산화물은 금속 결합을 하기 때문에 분자간 간격이 일정한 규칙적인 구조를 가져 대부분 영역의 적외선을 차단할 수 있으므로 일반적인 나노 금속 산화물 모두가 사용가능하다. 본 발명에서는 10 ~ 100nm 범위의 입자 크기를 갖는 산화 주석(Tin Oxide) 계열로서, ITO(Indium-Tin Oxide, 산화 인듐 주석), ATO(Antimony doped Tin Oxide, 안티몬 도핑 산화 주석), ITO+ATO, 및 IATO(Indium Antimony doped Tin Oxide, 주석 안티몬 도핑 산화인듐) 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
그밖에, 근적외선 반사용 나노 물질로는 표1에 기재된 바와 같이, 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 ZnO(Zinc Oxide, 산화아연), TiO2(Titanium Oxide, 이산화티타늄), Ta2O5(Tantalum pentoxide, 오산화탄탈륨)와, 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 Al2O3(Aluminum Oxide, 산화 알루미늄), SiO2(Silicon Dioxide, 이산화규소), SiN(Silicon Nitride, 질화규소) 중 어느 하나 이상을 사용하여, 필요에 따라 파장을 조정할 수 있으며, 일반 유리 또는 열처리 과정을 거친 강화유리 등 다양한 종류의 유리에 유리의 두께와 상관없이 코팅될 수 있다.
물질 굴절률
ITO 2.0
ZnO 1.9 ~ 2.0
Ti02 2.1
Ta2O5 2.0
Al2O3 1.63
SiO2 1.45
SiN 1.6
본 발명에 따르면, 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막(11)이 일면에 구성된 제1 유리 부재(10)는 도4에 도시된 바와 같이, 근적외선 반사용 나노 물질의 굴절률의 차이를 이용하여, 목표로 하는 투과율에 따라 복수 층으로 구성할 수 있다.
즉, 유리의 상부에 2.0 내외의 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 제1 절연체와 1.5 내외의 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 제2 절연체를 교대로 코팅하여 고굴절률의 절연층과 저굴절률의 절연층을 교대로 구성하되, 적층되는 고굴절률의 절연층 및 저굴절률의 절연층의 수는 목표로 하는 투과율에 따라 임의로 조정할 수 있다.
즉, 도4의 (A)에 도시된 바와 같이, 제1 유리 부재는, 유리의 상부에 상대적으로 높은 굴절률의 제1 절연체를 코팅한 후, 제1 절연체 상부에 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 제2 절연체를 코팅하고, 다시 제2 절연체 상부에 제1 절연체를 코팅하는 방식을 반복적으로 수행함으로써 구성할 수 있다.
또한, 도4의 (B)에 도시된 바와 같이, 제1 유리 부재는, 유리의 상부에 상대적으로 낮은 굴절률의 제2 절연체를 코팅한 후, 제2 절연체 상부에 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 제1 절연체를 코팅하고, 다시 제1 절연체 상부에 제2 절연체를 코팅하는 방식을 반복적으로 수행함으로써 구성할 수 있다.
바람직하게는, 고굴절률의 절연층을 구성하는 제1 절연체로는 TiO2(Titanium Oxide, 이산화티타늄) 또는 Ta2O5, ZnO5, ITO, ATO, ITO+ATO, IATO 중 하나를 사용할 수 있고, 저굴절률의 절연층을 구성하는 제2 절연체로는 SiO2(Silicon Dioxide, 이산화규소), SiN(Silicon Nitride, 질화규소), SiO2 중 하나를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 근적외선 반사용 나노 물질은 물 또는 알코올의 용매에 분산시켜, 스핀코팅(spin coating), 딥 코팅(deep coating), 스프레이 코팅(spray coating), 옵셋 프린팅(offset printing), 붓 또는 스펀지를 이용한 코팅, 또는 액상 코팅 방법 등의 다양한 방법 중 하나를 사용하여 제1 유리 부재(10)의 일면에 도포한 후, 50 ~ 250의 온도로 가열처리하여 코팅 막(11)을 형성할 수 있는데, 본 발명에 있어서는 주로 스퍼터링(Sputtering), CVD 방법(Chemical Vapor Deposition, 화학기상증착법)을 사용하여 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막(11)을 형성할 수 있다.
다음으로 열변성(thermochromic) 물질 코팅막(21)이 형성된 제2 유리 부재(20)에 대해 설명한다. 열변성(thermochromic) 물질 코팅막(21)이 형성된 제2 유리 부재(20)는 투과율 가변 유리로서 특정 파장의 빛이나 온도 변화에 반응하여 투과율이 달라지는 유리로, 본 발명에 있어서는 이산화바나듐(VO2)이 특정 온도 이상에서 전기저항이 감소하여 투광성이 감소하는 광학적 물성 변화를 이용하여, 열변성 물질로서 사용한다.
본 발명에서 열변성 물질로 사용되는 이산화바나듐은 상온에 비교적 근접한 온도인 70(상전이 온도)에서 반도체에서 도체로 전기적인 특성이 변화하는데, 반도체 영역에서는 온도 증가에 따라 부(negative)의 전기 저항 특성을 나타내고 상전이 온도 이하까지 온도 증가에 따라 지수적으로 전기저항이 감소하게 된다. 이후 상전이 온도에서 1/10 ~ 1/104 정도로 급격하게 전기저항이 감소하게 된다. 또한 상전이온도 이상에서는 전기적인 도체로 작용하며 대체로 일정한 전기저항을 갖는다. 이산화바나듐의 박막 합성 및 증착은 경우 솔-겔법, 화학기상증착법, 스퍼터링법 등에 의해 구성된 후 열처리 과정을 거치게 된다.
본 발명에 따르면, 유리에 코팅되는 열변성 물질로 사용되는 이산화바나듐에는 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등과 같은 도펀트(dopant)가 첨가되는데, 도펀트의 함량이 증가할수록 전체적인 저항값이 낮아져 적외선의 투과율이 낮아지게 된다.
스페이스 부재(40)는 제1 유리 부재(10) 및 제2 유리 부재(20) 사이에 설치되어 각 유리 부재 간의 간격을 유지시켜주도록 다양한 형태로 구성될 수 있는데, 본 발명에서는 6mm를 유지하도록 구성되나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 창호 시스템에서의 시간에 따른 온도 변화 그래프 및 파장대에 따른 투과율을 나타낸 도면이다. 이 도면에서 Δ는 각각 아무 코팅도 되지 않은 투명한 유리, 본 발명에 따른 근적외선 반사용 나노 코팅막이 형성된 유리 및 근적외선 흡수용 코팅막이 형성된 유리를 나타내고, TC는 열변성(thermochromic) 물질이 코팅된 유리를 나타낸다.
이 실험은 실내에서 2KW의 할로겐 램프를 이용하여 측정되었으며, 할로겐 램프와 이중 창호 시스템 사이의 거리는 60cm인 것으로 측정하였다. 또한 측정 당시 상대습도는 52.5%, 온도는 26.6℃의 환경에서 수행하였으며, 제1 유리 부재와 제2 유리 부재 사이의 두께(즉 스페이스의 두께)는 12mm, 외측 유리로 사용되는 제1 유리 부재의 두께는 1.8mm, 내측 유리로 사용되는 제2 유리 부재는 2mm인 것을 사용하였다.
또한 본 발명의 제1 실시예에 따른 근적외선 반사용 코팅막(11)으로서, 비교적 높은 굴절율을 가진 TiO2와 비교적 낮은 굴절율을 가진 SiO2를 조합하여 사용하였는데, 제1 유리 부재의 위로 105nm의 TiO2, 165nm의 SiO2, 105nm의 TiO2를 차례대로 적층하여 코팅한 것이 사용되었다.
도 5의 (A)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예와 같이 근적외선 반사용 나노 물질이 코팅된 유리와 열변성 물질이 코팅된 유리로 이루어진 이중 창호 시스템(도면에서 붉은선으로 표시됨)은, 아무것도 코팅되지 않은 유리와 열변성 물질이 코팅된 유리로 이루어진 이중 창호 시스템(도면에서 검은선으로 표시됨)과, 근적외선 흡수 물질이 코팅된 유리와 열변성 물질이 코팅된 유리로 이루어진 이중 창호 시스템(도면에서 파란색으로 표시됨)에 비해서 시간에 따른 온도의 상승이 낮게 유지되는 것을 알 수 있다.
또한 도 5의 (B)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예와 같이 근적외선 반사용 나노 물질이 코팅된 유리와 열변성 물질이 코팅된 유리로 이루어진 이중 창호 시스템(도면에서 붉은선으로 표시됨)은, 아무것도 코팅되지 않은 유리와 열변성 물질이 코팅된 유리로 이루어진 이중 창호 시스템(도면에서 검은선으로 표시됨)과, 근적외선 흡수 물질이 코팅된 유리와 열변성 물질이 코팅된 유리로 이루어진 이중 창호 시스템(도면에서 파란선으로 표시됨)에 비해서 대략 800 ~ 2500nm 파장 대역의 근적외선의 투과율이 매우 낮게 유지되는 것을 알 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 차단용 이중 창호 시스템은, 근적외선 반사용 나노 물질이 코팅된 유리(10)에서 800 ~ 1300nm 파장 대의 근적외선을 약 55% 반사시키고, 제1 유리부재(10)를 투과한 근적외선 45% 중 800 ~ 2500nm 파장 대의 광이 제2 유리부재에 코팅된 열변성 물질에 의해 다시 반사되기 때문에, 결과적으로 이중 창호 시스템을 투과하는 800 ~ 2500nm 파장 대의 적외선은 제1 유리 부재(10)에 입사된 총 적외선의 대략 15 ~ 20%에 불과하여 탁월한 적외선 차단 능력을 갖는다.
이상 본 발명의 제1 실시예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 전술한 제1 실시예로 한정되는 되는 것은 각종 변형예가 가능하다. 예를 들면, 제1 실시예에서 외측 유리로서 근적외선 반사 코팅막(11)이 코팅된 유리 부재가 사용되었고, 내측 유리로서 열변성 물질(21)이 코팅된 유리 부재가 사용되었지만, 이와 반대로 하나의 변혀예에서는 외측 유리에 열변성 물질(21)이 코팅되고 내측 유리에 적외선 반사 물질(11)이 코팅된 유리가 사용될 수도 있다.
도 6는 외측 유리에 열변성 물질(21)이 코팅되고 내측 유리에 적외선 반사 물질(11)이 코팅된 유리를 사용한 변형예에서 측정된 시간에 따른 온도 변화 그래프 및 파장대에 따른 투과율을 나타낸 도면이다. 이 도면에서 Δ는 각각 아무 코팅도 되지 않은 투명한 유리, 본 발명에 따른 근적외선 반사용 나노 코팅막이 형성된 유리 및 근적외선 흡수용 코팅막이 형성된 유리를 나타내고, TC는 열변성(thermochromic) 물질이 코팅된 유리를 나타낸다.
이 실험은 전술한 것과 동일하게 실내에서 2KW의 할로겐 램프를 이용하여 측정되었으며, 할로겐 램프와 이중 창호 시스템 사이의 거리는 60cm인 것으로 측정하였다. 또한 측정 당시 상대습도는 52.5%, 온도는 26.6℃의 환경에서 수행하였으며, 제1 유리 부재와 제2 유리 부재 사이의 두께(즉 스페이스의 두께)는 12mm, 외측 유리로 사용되는 제1 유리 부재의 두께는 1.8mm, 내측 유리로 사용되는 제2 유리 부재는 2mm인 것을 사용하였다.
또한 본 발명의 제1 실시예와 동일하게 변형예에서도 근적외선 반사용 코팅막(11)으로서, 비교적 높은 굴절율을 가진 TiO2와 비교적 낮은 굴절율을 가진 SiO2를 조합하여 사용하였는데, 제1 유리 부재의 위로 105nm의 TiO2, 165nm의 SiO2, 105nm의 TiO2를 차례대로 적층하여 코팅한 것이 사용되었다.
도 6의 (A)에 도시한 바와 같이, 열변성 물질이 코팅된 유리가 외측 유리로 사용되고 근적외선 반사용 나노 물질이 코팅된 유리가 내측유리로 사용된 이중 창호 시스템(도면에서 붉은선으로 표시됨)은, 열변성 물질이 코팅된 유리와 아무것도 코팅되지 않은 유리로 이루어진 이중 창호 시스템(도면에서 검은선으로 표시됨)과, 열변성 물질이 코팅된 유리와 근적외선 흡수 물질이 코팅된 유리로 이루어진 이중 창호 시스템(도면에서 파란색으로 표시됨)에 약 40분을 기준점으로 하여 낮은 온도 상승이 유지되는 것을 알 수 있다.
또한 도 6의 (B)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예와 같이 열변성 물질이 코팅된 유리가 외측 유리로 사용되고 근적외선 반사용 나노 물질이 코팅된 유리가 내측유리로 사용된 이중 창호 시스템(도면에서 붉은선으로 표시됨)은, 열변성 물질이 코팅된 유리와 아무것도 코팅되지 않은 유리로 이루어진 이중 창호 시스템(도면에서 검은선으로 표시됨)과, 열변성 물질이 코팅된 유리와 근적외선 흡수 물질이 코팅된 유리로 이루어진 이중 창호 시스템(도면에서 파란색으로 표시됨)에 비해서 대략 800 ~ 1800nm 파장 대역의 근적외선의 투과율이 매우 낮게 유지되는 것을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 적외선 차단용 이중 창호 시스템은, 적외선 반사 물질이 코팅된 유리와 열변성물질이 코팅된 유리를 사용함으로써 우수한 적외선 차단 능력을 가지는 것을 알 수 있었다.
(제2 실시예)
본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따르는 적외선 차단용 이중 창호 시스템은, 도3에 도시된 바와 같이, 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막(11)이 일면에 구성된 제1 유리 부재(10); 특수 금속막(31)이 일면에 형성된 로이유리로 구성되는 제2 유리 부재(30); 상기 제1 유리 부재(10) 및 상기 제2 유리 부재 사이에 설치되어 각 유리 부재 간에 이격된 간격을 유지시키는 스페이스 부재(40)를 포함하고, 상기 제1 부재의 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막(11)과 상기 제2 유리 부재의 특수 금속막(31)은 서로 마주보게 설치된다.
근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막(11)이 일면에 구성된 제1 유리 부재(10)는 전술한 제1 실시예와 동일하게 구성된다.
제2 유리 부재로 사용되는 로이유리는 유리의 일면에 특수 금속(일반적으로 은(Ag))이 코팅되어, 가시 광선을 투과시켜 실내의 채광성을 높여주고, 적외선은 반사하므로 실내외 열의 이동을 극소화시켜 실내의 온도 변화를 작게 한다.
스페이스 부재(40)는 제1 유리 부재(10) 및 제2 유리 부재(30) 사이에 설치되어 각 유리 부재 간의 간격을 유지시켜주도록 다양한 형태로 구성될 수 있는데, 본 발명에서는 6mm를 유지하도록 구성되나 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
도 7는 본 발명에 따르는 적외선 차단용 이중 창호 시스템에 유입되는 광의 파장에 대한 투과도를 나타내는 그래프로서, 판유리 또는 로이유리 만을 사용할 경우보다 열변성 물질이 코팅된 유리와 적외선 반사층이 코팅된 경우 근적외선 영역(750 ~ 3000nm)의 광 투과율이 현저하게 감소한 것을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사항을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 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 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 제1 유리 부재
11: 근적외선 반사 물질 코팅막
20: 제2 유리 부재
21: 열변성 물질 코팅막
40: 스페이서

Claims (10)

  1. 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막이 일면에 구성된 제 1 유리 부재;
    이산화바나듐의 열변성 물질로 코팅된 막이 일면에 구성된 제 2 유리 부재;
    상기 제 1 유리 부재 및 상기 제 2 유리 부재 사이에 설치되어 각 유리 부재 간에 이격된 간격을 유지시키는 스페이스 부재를 포함하고,
    상기 제 1 유리 부재의 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 일면과 상기 제 2 유리 부재의 열변성 물질로 코팅된 일면은 서로 마주보게 설치되고,
    상기 열변성 물질에는 몰리브덴(Mo) 또는 텅스텐이 첨가되는 것을 특징으로 하는
    적외선 차단용 이중 창호 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 유리 부재 상부의 근적외선 반사용 나노 물질로 코팅된 막은 제 1 절연체와 제 2 절연체가 교대로 적층되어 복층으로 구성되며, 상기 제 1 절연체의 굴절률은 상기 제 2 절연체의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는
    적외선 차단용 이중 창호 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 절연체는 ITO, ATO, ITO+ATO, IATO, TiO2, Ta2O5, ZnO 중 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는
    적외선 차단용 이중 창호 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 절연체는 SiO2 또는 SiN, Al2O3 중 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는
    적외선 차단용 이중 창호 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 근적외선 반사용 나노 물질은 스퍼터링 또는 CVD 방법에 의해 상기 제 1 유리 부재에 코팅되는 것을 특징으로 하는
    적외선 차단용 이중 창호 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유리 부재는 상기 이중 창호 시스템의 외측 창에 설치되고,
    상기 제 2 유리 부재는 상기 이중 창호 시스템의 내측 창에 설치되는 것을 특징으로 하는
    적외선 차단용 이중 창호 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유리 부재는 상기 이중 창호 시스템의 내측 창에 설치되고,
    상기 제 2 유리 부재는 상기 이중 창호 시스템의 외측 창에 설치되는 것을 특징으로 하는
    적외선 차단용 이중 창호 시스템.
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