窗户用功能性建筑材料的制作方法

本发明涉及窗户用功能性建筑材料。
背景技术：
：低辐射玻璃(low-emissivityglass)为包括如银(ag)之类的在红外线区域中的反射率高的低辐射层被蒸敷为薄膜的玻璃。这种低辐射玻璃为如下的功能性材料，即，反射红外线区域的辐射线来使夏天阻隔室外的太阳辐射热，冬天保存室内的供热辐射热，从而具有建筑物的节能效果。通常，当用作低辐射层的银露出于空气中时，进行氧化，因此，利用氧化防止膜在上述低辐射层的上部、下部蒸敷电介质层。这种电介质层还起到增加可见光透射率的作用。技术实现要素：本发明要解决的技术问题本发明的一实例提供耐热性、耐湿性及耐磨耗性得到提高的窗户用功能性建筑材料。技术方案本发明一实例提供如下的窗户用功能性建筑材料：包括透明玻璃基板及形成于上述透明玻璃基板的一面的低辐射涂敷层，上述低辐射涂敷层包括底部阻隔层、电介质层、低辐射保护层、低辐射层及顶部保护层，上述底部阻隔层位于上述低辐射涂敷层的底部，使得与上述透明玻璃基板相接触，上述顶部保护层位于上述低辐射涂敷层向外部露出的顶部，上述底部阻隔层为包括与上述透明玻璃基板相接触的第一层和位于上述第一层的上部的第二层的多层结构，上述第一层包含金属或复合金属，上述第二层包含选自金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化合物、复合金属氧化物、复合金属氮化物、复合金属氮氧化合物及由它们的组合组成的组中的一种。上述金属可以为si、zr或ti，上述复合金属可以为sial、zrsi或tizr。上述第二层可包含选自硅氧化物、硅铝氧化物、锆氧化物、锆硅氧化物、钛氧化物、钛锆氧化物、硅氮氧化合物、硅铝氮氧化合物、锆氮氧化合物、锆硅氮氧化合物、钛氮氧化合物、钛锆氮氧化合物及由它们的组合组成的组中的一种。上述底部阻隔层还可包含额外的金属层，上述额外的金属层额外地包含si、zr或ti的金属及sial、zrsi或tizr的复合金属，或者还可包含额外的金属化合物层，上述额外的金属化合物层包含选自硅氧化物、硅铝氧化物、锆氧化物、锆硅氧化物、钛氧化物、钛锆氧化物、硅氮氧化合物、硅铝氮氧化合物、锆氮氧化合物、锆硅氮氧化合物、钛氮氧化合物、钛锆氮氧化合物及由它们的组合组成的组中的一种。有益效果上述窗户用功能性建筑材料具有优秀的耐热性、耐湿性及耐磨耗性。附图说明图1为本发明一实例的窗户用功能性建筑材料的简要剖视图。图2为用于对在实施例及比较例中所制造的窗户用功能性建筑材料进行耐热性评价的特定条件下的光学显微镜图像。图3为用于对在实施例及比较例中所制造的窗户用功能性建筑材料进行耐湿性评价的特定条件下的光学显微镜图像。图4为用于对在实施例及比较例中所制造的窗户用功能性建筑材料进行耐磨耗性评价的特定条件下的光学显微镜图像。具体实施方式以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明，使本发明所属
技术领域：
的普通技术人员简单地实施本发明。本发明可由多种不同的方式体现，并不局限于在此所说明的实施例。为了明确地说明本发明，省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对相同或类似的结构要素赋予相同的附图标记。在附图中，为了明确地表达多层及区域，放大厚度来示出。而且，在附图中，为了便于说明，放大一部分层及区域的厚度来示出。以下，当提出在基材的“上部(或下部)”或基材“上(或下)”形成有一种结构时，不仅意味着一种结构与上述基材的上部面(或下部面)相接触来形成，且并不局限于在上述基材和形成于基材上(或下)的一种结构之间不包括其他结构。在本发明一实例中，提供包括透明玻璃基板100及形成于上述透明玻璃基板100的一面的低辐射涂敷层110(coating，coat)的窗户用功能性建筑材料10。上述低辐射涂敷层110包括底部阻隔层120、电介质层130、电介质层170、低辐射保护层140、低辐射保护层160、低辐射层150及顶部保护层180，上述底部阻隔层120位于上述低辐射涂敷层110的底部，从而与上述透明玻璃基板100相接触，上述顶部保护层180位于上述低辐射涂敷层110向外部露出的顶部。上述底部阻隔层120为包括与上述透明玻璃基板100相接触的第一层120a和位于上述第一层120a的上部的第二层120b的多层结构。上述第一层120a包含金属或复合金属，上述第二层120b包含选自金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化合物、复合金属氧化物、复合金属氮化物、复合金属氮氧化合物及由它们的组合组成的组中的一种。图1为示出本发明另一实例的窗户用功能性建筑材料10的剖视图。上述窗户用功能性建筑材料10为从下部依次层叠透明玻璃基板100、底部阻隔层120、电介质层130、电介质层170、低辐射保护层140、低辐射保护层160、低辐射层150、低辐射保护层140、低辐射保护层160、电介质层130、电介质层170及顶部保护层180的结构。上述低辐射涂敷层110为基于选择性地反射太阳辐射线中的远红外线的低辐射层150的多层薄膜结构，可由如图1所示的方式形成，通过降低辐射率来向上述低辐射涂敷层110赋予通过低辐射率，即，通过低辐射(low-e：lowemissivity)效果的优秀的绝热性能。上述低辐射涂敷层110为如下的材料，即，通过如上所述的结构形成，例如，当适用为窗户玻璃的涂敷膜时，夏天反射室外的太阳辐射热，冬天保存室内的供热辐射热，使室内外之间的热量移动最小化，从而具有节减建筑物的能源的效果。“辐射率(emissivity)”指物体吸收、透射及反射具有任意特定波长的能源的比率。即，在本说明书中，辐射率示出存在于红外线波长区域中的红外线能源的吸收程度，具体地，意味着当施加相应于呈现强的热作用的约5μm至约50μm的波长区域的远红外线时，对于所施加的红外线能源所吸收的红外线能源的比率。根据基尔霍夫定律，被物体所吸收的红外线能源与物体再次放射的红外线能源相同，因此，物体的吸收率和辐射率相同。并且，不被吸收的红外线能源在物体的表面被反射，因此，对于物体的红外线能源的反射率越高，辐射率具有低的值。若以数值示出其，则具有(辐射率＝1－红外线反射率)的关系。如上所述的辐射率可通过在此领域众所周知的多种方法进行检测，例如，可根据韩国产业标准ksl2514标准利用傅里叶变换红外光谱仪(ft-ir)等的设备进行检测。任意的一种物体，例如，与如低辐射玻璃等的示出如上所述的强的热作用的远红外线有关的吸收率，即，在辐射率对绝热性能进行检测的过程中，可呈现非常重要的含义。上述低辐射涂敷层110可体现如下的节能型窗户用功能性建筑材料：在上述透明玻璃基板100适用为涂敷膜，可在可见光区域中维持规定的透射特性来体现优秀的采光性，并在红外线区域降低辐射率，从而提供优秀的绝热效果。这种窗户用功能性建筑材料又称“低辐射玻璃”。上述低辐射层150为可具有低辐射率的导电性材料，例如，由金属形成的层，即，具有低的面电阻，由此，具有低辐射率。例如，上述低辐射层150的辐射率可以为约0.01至约0.3，具体地，可以为约0.01至约0.2，更具体地，约0.01至约0.1，更加具体地，可以为约0.01至约0.08。上述辐射率范围的低辐射层150通过适当地调节可见光透射率及红外线辐射率来同时体现优秀的采光性及绝热效果。在具有如上所述的辐射率的上述低辐射层150中，由薄膜构成的材料的面电阻可以为，例如，可以为约0.78ω/sq至约6.42ω/sq，但并不局限于此。上述低辐射层150执行选择性地透射及反射太阳辐射线的功能，具体地，由对于红外线区域的辐射线的反射率高，具有低辐射率。上述低辐射层150可包含选自ag、au、cu、al、pt、离子掺杂金属氧化物及由它们的组合组成的组中的至少一种，且但并不局限于此，可无限制地使用可体现低辐射功能的所公知的金属。例如，上述离子掺杂金属氧化物包含氧化铟锡(ito)、掺杂有氟的氧化锡(fto)、掺杂有al的氧化锌(azo)、镓锌氧化物(gzo)等。在一实例中，上述低辐射层150可以为由银形成的层，最终，上述低辐射涂敷层110可体现高导电度、可见光区域中的低吸收率、耐久性等。例如，上述低辐射层150的厚度可以为约5nm至约25nm。具有上述范围的厚度的低辐射层150适合同时体现低的红外线辐射率及高的可见光透射率。上述低辐射保护层140、低辐射保护层160由具有出色的光吸收性能的金属形成来起到调节太阳光的功能，可通过调节其材料、厚度等来调节上述低辐射涂敷层110所体现的颜色。在一实例中，上述低辐射保护层140、低辐射保护层160在可见光区域中的消光系数(extinctioncoefficient)可以为约1.5至约3.5。上述消光系数为在作为材料的物质固有的特性的光学常数中所导出的值，上述光学常数以数式n-ik标记。此时，作为实数部分的n为折射率，作为虚数部分的k为消光系数(又称吸收系数、吸光系数、消光系数等)。消光系数为波长(λ)的函数，通常，金属的消光系数大于0。消光系数k与吸收系数α具有α＝(4πk)/λ的关系，当光所通过的媒质的厚度为d时，吸收系数α由于听过i＝i0exp(-αd)的关系借助媒质的光的吸收，所通过的光的强度(i)相比于所入射的光的强度的(i0)减少。上述低辐射保护层140、低辐射保护层160使用具有上述范围的可见光区域的消光系数的金属来吸收可见光的规定部分，使上述低辐射涂敷层110具有规定的颜色。例如，上述低辐射保护层140、低辐射保护层160可包含选自ni、cr、ni、cr的合金及由它们的组合组成的组中的至少一种，但并不局限于此。上述低辐射保护层140、低辐射保护层160可以为单层或多层，可位于上述低辐射层150的一面或两面。在图1中示出低辐射保护层140、低辐射保护层160以多层形成于低辐射层150的两面的情况。例如，上述低辐射保护层140、低辐射保护层160的厚度可以为约0.5nm至约5nm，这但并不局限于此，能够以符合用途的方式适当地进行变更。上述低辐射涂敷层110通过形成上述厚度范围的低辐射保护层140、低辐射保护层160来执行作为低辐射保护层140、低辐射保护层160的作用，从而以具有规定透射率及反射率的方式进行调节。在上述电介质层130、电介质层170中，通常，使用为低辐射层150的金属会很好地进行氧化，因此，可起到上述低辐射层150的氧化防止膜的作用，并且，上述电介质层130、电介质层170还起到增加可见光透射率的作用。并且，适当地调节上述电介质层130、电介质层170的材料和物性来调节上述低辐射涂敷层110的光学性能。上述电介质层130、电介质层170可根据规定用途以符合所要体现的物性的方式呈单层或多层。在图1中，上述电介质层130、电介质层170呈多层，在上述低辐射层150的两面依次形成上述低辐射保护层140、低辐射保护层160及上述电介质层130、电介质层170来示出形成对称结构的结构。上述电介质层130、电介质层170可包括多种金属氧化物、金属氮化物等，但并不局限于此，可无限制地使用为了保护低辐射层150而使用的所公知的材料。例如，上述电介质层130、电介质层170可包含选自氧化钛、氧化锌锡、氧化锌、氧化锌铝、氧化锡、氧化铋、氮化硅、氮化硅铝、氮化硅锡等及由它们的组合组成的组中的至少一种，但并不局限于此。可向这种金属氧化物和/或金属氮化物掺杂选自铋(bi)、硼(b)、铝(al)、硅(si)、镁(mg)、锑(sb)、铍(be)及由它们的组合组成的组中的至少一种，最终提高耐久性。上述电介质层130、电介质层170可由折射率为约1.5至约2.3的电介质物质形成，以按照折射率的值以所要的目标水平体现透射率、反射率、透射及反射颜色等的方式调节电介质层130、电介质层170的厚度。例如，上述电介质层130、电介质层170的厚度可以为约5nm至约60nm。为了以符合目标性能的方式体现整体多层薄膜的光学性能(透射率、反射率、色指数)，可按照所构成的位置及物质以多种方式进行调节上述电介质层130、电介质层170的厚度，通过包括具有上述范围的厚度的电介质层130、电介质层170来有效地控制借助电介质层130、电介质层170的光学性能，并可体现适当的生产速度。上述电介质层130、电介质层170可由光消光系数接近0的物质构成。消光系数大于0意味着入射光到达上述低辐射层150之间在电介质层130、电介质层170被吸收，从而成为妨碍确保透明的视野的因素，因此，并不可取。因此，例如，上述电介质层130、电介质层170的消光系数可在可见光区域(约380nm至约780nm的波长范围)总小于约0.1。最终，上述电介质层130、电介质层170通过确保优秀的采光性来有助于透明的视野确保。上述底部阻隔层120为以如下的目的形成的层，即，从上述窗户用功能性建筑材料的制造工序中所伴随的热处理工序中的热量保护，当放置于高温多湿的周边环境时，从高温多湿的环境保护，或者，当运输或处理时，从物理损伤保护。以下，进行更详细地说明，具体地，在透明玻璃基板100的一面形成低辐射涂敷层110来制造窗户用功能性建筑材料的工序中，通过弯曲或强化过程，执行施加预备应力的热处理工序。这种热处理工序以约600～700℃的温度加热，在施加这种热量的过程中，形成上述低辐射涂敷层110的多个物质经常诱发氧化、扩散或凝结等来导致结构上的变形。另一方面，若上述低辐射涂敷层110在高温多湿的环境中与大气中的如氧或氯化镁、硫化物、二氧化硫等的腐蚀剂相接触，则产生低辐射涂敷层110的腐蚀，从而具有涂敷膜被损伤的问题。如上所述，上述窗户用功能性建筑材料在热处理工序、高温多湿的周围环境处理时，需要从物理损伤保护。上述窗户用功能性建筑材料可通过包括上述底部阻隔层120来从下部的透明玻璃基板100防止碱性离子和氧的物理、化学扩散，由此，起到从上述热处理工序和高温多湿的周围保护低辐射涂敷层110的作用，并且，上述底部阻隔层120通过提高玻璃基板和低辐射涂敷层110的表面粘结力来提高低辐射涂敷层110的耐磨耗性。由此，包括上述底部阻隔层120的上述窗户用功能性建筑材料具有优秀的耐热性、耐湿性及耐磨耗性。上述底部阻隔层120为了实现保护低辐射涂敷层110的目的，具体地，上述底部阻隔层120以多层形成，以包括至少第一层120a及第二层120b的多层结构形成。上述第一层120a包括金属或复合金属，更具体地，上述金属可以为si、zr或ti，上述复合金属可以为sial、zrsi或tizr。上述复合金属为合金，例如，sial可以为si和al的合金。上述第二层120b包含选自金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化合物、复合金属氧化物、复合金属氮化物、复合金属氮氧化合物及由它们的组合组成的组中选择的一种，更具体地，可包含硅氧化物、硅铝氧化物、锆氧化物、锆硅氧化物、钛氧化物、钛锆氧化物、硅氮氧化合物、硅铝氮氧化合物、锆氮氧化合物、锆硅氮氧化合物、钛氮氧化合物、钛锆氮氧化合物及由它们的组合组成的组中的一种。上述第一层120a由金属或复合金属形成来从透明玻璃基板100防止碱性离子和氧的扩散，上述第二层120b可由金属或复合金属的氧化物、氮氧化合物或氮化物形成来提高透明玻璃基板100和低辐射涂敷层110的表面粘结力。第一层120a和第二层120b可按照各自的用途以适当的厚度形成。例如，上述第一层120a的厚度可以为约0.5nm至约5nm，上述第二层120b的厚度可以为约0.5nm至约50nm。上述底部阻隔层120可形成多层结构，从而除第一层120a及第二层120b之外，还包括追加层。即，上述底部阻隔层120还包含追加金属层，上述追加金属层追加包含si、zr或ti的金属及sial、zrsi或tizr的复合金属，或者还包含追加金属化合物层，上述追加金属化合物层包含选自硅氧化物、硅铝氧化物、锆氧化物、锆硅氧化物、钛氧化物、钛锆氧化物、硅氮氧化合物、硅铝氮氧化合物、锆氮氧化合物、锆硅氮氧化合物、钛氮氧化合物、钛锆氮氧化合物及由它们组成的组中的一种。为了体现光学性能，上述低辐射涂敷层110还可包含除上述结构以外的其他追加层。上述透明玻璃基板100可以为可见光透射率高的透明基材，例如，可以为具有约80％至约100％的可见光透射率的玻璃或透明塑料基板。例如，上述透明玻璃基板100可无限制地使用建筑用玻璃，例如，可以为约2mm至约12mm的厚度，可根据使用目的及功能不同，但并不局限于此。为了制造上述窗户用功能性建筑材料，首先，准备透明玻璃基板100后可依次形成上述低辐射涂敷层110的各层。可按照所公知的方法以适合体现所要的物性的方式形成低辐射涂敷层110的各层。例如，低辐射层150、低辐射保护层140、低辐射保护层160及底部阻隔层120的第一层120a及第二层120b可根据溅射法等的方法形成。以下，记载本发明的实施例及比较例。下述这种实施例仅为本发明一实施例，本发明并不局限于下述实施例。实施例实施例1通过使用磁控溅射蒸敷器(selcoscetus-s)来制造了如下的涂敷于透明玻璃基材的多层结构的低辐射涂敷层。在6mm厚度的透明玻璃基材上，在氩气氛下在低辐射层下部面蒸敷并形成了1nm厚度的zr金属层，在氩/氧(10体积百分比的氩，90体积百分比的氧)气氛下在上述金属层上部面蒸敷3nm厚度的zrox金属氧化物层来形成了底部阻隔层。在氩/氮(80体积百分比的氩，20体积百分比的氮)气氛下蒸敷50nm厚度的氮化硅铝，之后，在100％的氩气氛下蒸敷1nm厚度的nicr来形成了低辐射保护层。之后，蒸敷7nm厚度的ag来形成了低辐射层，氩气氛下在上述低辐射层的上部面蒸敷1nm厚度的nicr来形成了低辐射保护层。之后，在氩/氮(80体积百分比的氩，20体积百分比的氮)气氛下蒸敷氮化硅铝来形成了45nm厚度的电介质层。比较例1在实施例1中除未形成底部阻隔层之外，与实施例1相同的方法制造了窗户用功能性建筑材料。评价实验例1：耐热性评价在根据实施例1及比较例1所制造的窗户用功能性建筑材料中，使用实验室用箱式炉(boxfurnace)设备来使设备内部的温度维持约700℃的状态下放入上述样品并维持5分钟的时间后，取出样品。进行热处理后，利用光学显微镜(x200)观察了缺陷程度。图2为对实施例1及比较例1的低辐射涂敷层膜进行热处理后通过光学显微镜观察的图像。由此，对缺陷的程度进行了评价。在图2查缺陷数量并记载于下列表1。表1区分实施例1比较例1缺陷数量0个200个以上如图2所示，可以确认，比较例1的缺陷程度大。相反，可以理解的是，在实施例1中，低辐射涂敷层的结构变形产生的少，缺陷程度少，当与比较例1进行比较时，可以确认，具有优秀的热特性。实验例2：耐湿性的评价对于根据实施例1及比较例1所制造的窗户用功能性建筑材料，利用恒温恒湿腔室(ls产电，ebs-35b)在50℃、90％rh(湿度)的条件下进行了耐湿性评价(第3日)，利用光学显微镜(x50)观察了腐蚀程度。图3为将其结果拍摄为光学显微镜图像的图像。从图3中观察的第3日图像查3日内所产生的腐蚀点数量记载于表2。表2区分实施例1比较例1腐蚀点数量100个以上5个以下从上述结果可以确认，实施例1的耐湿性相比于比较例1进一步得到提高。实验例3：耐磨耗性的评价对于根据实施例1及比较例1所制造的窗户用功能性建筑材料使用洗涤机(manna，mgr-460)来实施了耐磨耗性试验，根据其以肉眼观察每个上述低辐射涂敷层的表面是否产生刮痕，对在每个上述低辐射涂敷层的表面产生的刮痕程度进行比较来对机械耐久性进行了评价。图4为将其结果拍摄为光学显微镜图像的图像。在表3中说明了在图4的图像中观察到的刮痕形态。表3如上述表3及图4所示，比较例1的刮痕程度重，因此，可以确认，耐磨耗性不好。相反，实施例1的低辐射涂敷层的结构变形产生的少，因此，可以理解，刮痕程度示出的少，当与比较例1进行比较时，可以确认，具有优秀的耐磨耗性。以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明，本发明的权利范围并不局限于此，利用通过发明要求保护范围所定义的本发明的基本概念的普通技术人员的多种变形及改良形态也属于本发明的权利范围。附图标记的说明10：低辐射涂敷层100：透明玻璃基板110：低辐射涂敷层120：底部阻隔层130、170：电介质层140、160：低辐射保护层150：低辐射层180：顶部保护层。当前第1页12