Abstract
This paper proposes a method for fabricating heatable glass using the conduction characteristics of metal thin films deposited on the surface of Low-e(Low emissivity) glass. The heating value of Low-e glass depends on the Joule heat caused by Low-e glass sheet resistance. Hence, its prediction and design are possible by measuring the sheet resistance of the material. In this study, silver electrodes were placed at 50 mm intervals on a soft Low-e glass sample with a low emissivity layer of 11 nm. This study measured the sheet resistance using a 4-point probe, predicted the power consumption and heating value of the Low-e glass, and confirmed the heating performance through fabrication and experience. There are two conventional methods for manufacturing heatable glass. One is a method of inserting nichrome heating wire into normal glass, and the other is a method of depositing a conductive transparent thin film on normal glass. The method of inserting nichrome heating wire is excellent in terms of the heating performance, but it damages the transparency of the glass. The method for depositing a conductive transparent thin film is good in terms of transparency, but its practicality is low because of its complicated process. This paper proposes a method for manufacturing heatable glass with the desired heating performance using Low-e glass, which is used mainly to improve the insulation performance of a building. That is by emitting a laser beam to the conductive metal film coated on the entire surface of the Low-e glass. The proposed method is superior in terms of transparency to the conventional method of inserting nichrome heating wire, and the manufacturing process is simpler than the method of depositing a conductive transparent thin film. In addition, the heat characteristics were compared according to the patterning of the surface thin film of the Low-e glass by an emitting laser and the laser output conditions suitable for Low-e glass.
본 논문은 로이유리(Low emissivity glass) 표면에 증착되어 있는 금속박막의 전도 특성을 이용하여 발열유리(Heatable glass)를 제작하는 방법에 대해 제안한다. 로이유리의 발열량은 로이유리 표면저항에 의한 주울(Joule) 열에 의존하므로 소재의 표면저항을 측정함으로써 예측 및 설계가 가능하다. 본 연구에서는 저방사층이 11nm인 소프트로이유리 시료에 각 50mm 간격으로 은(Ag) 전극을 형성시키고, 4단자법으로 면저항을 측정하여 로이유리의 소비전력과 발열량을 예측한 후에, 제작 및 실험을 통해 발열성능을 확인하였다. 기존의 발열유리 제작방법은 크게 두 가지로 일반유리(Normal glass)에 니크롬(Nichrome) 열선을 삽입하는 방법과, 일반유리에 전도성 투명박막을 증착하는 방법이 있다. 니크롬 열선 삽입 방식은 발열성능은 우수하나 유리 고유의 투명성을 저해하고, 전도성 투명박막을 증착하는 방법은 투명성은 양호하나 공정이 복잡하여 실용성이 저하된다. 본 논문에서는 주로 건축물의 단열효과 향상을 위해 사용되는 로이유리를 이용하여 로이유리 전면에 코팅되어 있는 전도성 금속박막에 레이저 빔을 조사하여 원하는 발열성능을 가지는 발열유리를 제작하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 기존의 니크롬 열선을 삽입하는 방법에 비해 투명성이 양호하고, 전도성 투명박막을 증착하는 방법에 비해 제작과정이 보다 수월함을 확인하였다. 아울러, 레이저를 조사하여 로이유리의 표면 박막을 패터닝(Patterning) 하는 형태에 따른 발열특성의 비교와 로이유리에 적합한 레이저 출력조건을 제시하고자 한다.