복층유리 제조 시 Tin side 위치

건축용 판유리의 Air side 와 Tin side의 표면 부식

Float 공법으로 제조되는 유리는 고온에서 액상의 유리와 용융 Tin(주석)의 접촉으로 인하여 tin 성분이 유리 구조 내부로 침투되어 tin oxide의 함량이 높은 표면층을 형성하게 되며 기본유리 조성인 air side와 화학적 조성 차이가 발생하게 된다.

Tin side의 tin oxide 성분은 제조 시 용융 주석과의 접촉 시간에 따라 증가하게 되므로 일반적으로 유리 제품의 두께가 두꺼워 질수록 Tin 함량이 증가하게 되며 2가와 4가의 산화주석 층으로 존재하게 된다.

건축용 유리는 융제로 사용되는 Na 성분이 화학적 결합력이 약하여 유리 표면층으로 이동하는 현상이 발생하게 되는데 공기 중의 수분과 반응하게 되면 강 알칼리 성분(NaOH)이 형성되어 표면을 부식 시키는 현상이 발생하게 된다.

하지만 용융주석으로 부터 형성된 Tin side 쪽의 경우 산화주석의 보호층이 형성되어 부식되는 속도가 Tin side와 Air side 가 현저한 차이를 보인다.

이는 Tin side와 Air side의 표면으로부터 용출되는 Na ion의 함량을 측정해보면 수분과의 접촉시간에 따라 용출되는 Na 성분의 함량이 많은 차이를 보이는 것을 알 수 있다. 

실제로 고온 다습한 조건의 가속내구성 시험기에 시료를 넣고 표면의 부식 정도를 관찰하면 쉽게 그 현상을 확인할 수 있다.

유리 표면이 Tin side 인지를 구분하는 방법은 UV Lamp를 사용하면 쉽게 확인 가능하다. 

아래 그림에서 Lamp와 접촉면을 기준으로 왼쪽이 Tin side, 오른쪽이 Air side이다.

유리 표면에 이슬이 발생하는 조건을 계절별로 살펴보면 아래 표와 같다. 외부 기온이 영하 6.7도이고 상대습도가 40.9 HR%라 가정할 때 겨울밤 유리표면 온도가 -17.8도 이하가 되면 이슬이 발생하게 된다.  

복층 유리에 흡습제를 사용하는 이유는 중공층 내부에 이슬이 발생하지 않도록 하기 위하여 즉, 이슬점에 도달하지 못하도록 상대 습도를 낮추어 건조공기를 유지하는 것이 중요하기 때문이다.

그렇다면 복층유리 제작 시 Tin side가 어느쪽으로 위치하도록 제작하는 것이 좋을까?

유리창의 외부는 청소가 가능하지만 내부는 청소가 불가능하므로 가능하면 수분에 의한 표면 부식이 강한 Tin side가 중공층으로 향하게 제작하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

참고로 저방사 코팅유리의 경우에는 코팅층이 중공층과 접촉하도록 제작하므로 코팅층이 부식을 방지하는 역할을 함께 할 수 있고 코팅은 주로 Air side에 하는것이 일반적이다.