창호기술 : ‘스마트 글라스’, PDLC 필름에 주목!
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2019년09월23일 14시28분
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‘스마트 글라스’, PDLC 필름에 주목!
다양한 활용성 갖춘 PDLC 접합유리 인기 급상승

투명, 불투명 조절로 사생활 보호 및 방범안전, 소음차단에도 탁월

과거 유리는 단순히 투명성만을 강조하여 창의 개념으로 적용되었다. 하지만 기술의 발전은 유리에 기능을 부여하고 있으며 에너지 절약 외에도 안전, 방범, 소음차단, 사생활보호 등 필요한 공간에 다양한 기능을 갖춘 유리의 적용이 보편화 되어가고 있다. IOT 기술을 발달과 디스플레이 시장의 성장은 유리를 활용하여 다양한 기능을 구현할 수 있는 미래지향적인 유리 시장을 열어주고 있다. 이러한 다양한 기능을 갖춘 유리를 스마트 유리(Smart Glass)라고 하며, 스마트 유리시장은 전 세계적으로 해마다 폭발적인 성장세를 지속하고 있다.
스마트 유리 중에서 각광을 받고 있는 소재가 PDLC((Polymer Dispersed Liquid Cristal)이며, PDLC필름을 이용한 접합유리를 통해 건축용 내외장재에 새로운 트렌드를 제시하고 있다. 

투명과 불투명의 변화를 통한 유리에 신기술을 입힌 PDLC

스마트 윈도우(smart glass, smart windows)는 켤 수 있는 창으로 알려져 있으며 전압이 걸리면 빛의 투과성을 변화시킬 수 있다. 특정 형태의 스마트 유리는 사용자가 통과하는 빛과 열의 양을 제어할 수 있게 한다. 버튼만 누르면 그것은 투명하다가 불투명하게 되거나 또는 반투명하게 된다. 스마트 유리 기술은 전기 크로미즘 소자, 액정 소자 등에 적용된다. 

스마트 유리의 임계적인 특색은 설치 비용, 전기의 사용, 신뢰성뿐만 아니라 제어 속도와 같은 기능성, 유리의 투명성 등이 있다.
외부에서 유입되는 햇빛의 투과율을 자유롭게 제어할 수 있는 스마트 유리시장이 활황을 누리고 있다. 가시광선 조절, 자외선 차단, 적외선 반사 등 다양한 기능성을 갖춘 제품들이 개발되면서 건축, 인테리어 시장에도 빠르게 영역을 확장하고 있다. 이미 유럽을 비롯한 미국 등 선진국은 스마트 유리시장이 차세대 고부가가치 시장으로 예견하고 집중적인 투자와 연구개발을 진행하고 있다. 

PDLC는 고분자 분산형 액정으로 액정표시 장치(LCD)에 사용되는 액정 셀의 하나이다. 빛의 투과를 빛의 산란 강도에 따라 제어하며 편광판이 필요하지 않는 제품으로 전류를 이용하여 유리의 극성을 바꾸어 변화를 주는 제품으로 차세대 유리 제품군에 속한다. 이 제품은 투과도가변유리 등 다양한 제품으로 공급이 진행되고 있으며 특수한 공간에 적용되어 다양한 기능을 연출할 수 있는 제품이다. 

PDLC는 전압 OFF시 불규칙하게 배열되어 있는 액정분자들이 빛을 산란시켜 불투명 상태를 유지하고, 전압 ON시 액정이 전기장에 평행한 방향으로 배열하게 되어 고분자와 비슷한 굴절율을 가지게 되어 투명한 상태가 된다. PDLC필름은 한 장의 ITO 코팅된 PET Film 위에 PDLC을 액상으로 코팅하고, 그 위에 또 한 장의 ITO 코팅된 PET Film을 덮은 후 UV로 경화시킨 것이다. 


두 장의 유리 사이에 스마트필름을 양면에 접합필름을 삽입하여 접합(Lamination)한 것이 PDLC 접합유리(스마트 글라스)이며, 기능과 안전성을 겸비한 안전유리 제품이다. PDLC 접합유리는 5T유리+접합수지(EVA필름)+PDLC필름+접합수지(EVA필름)+5T유리를 기본으로 하고 있으며 두께는 11.4T정도를 나타낸다. PDLC필름의 두께는 0.1mm대부터 0.4mm까지 제조업체마다 다양한 제품군을 갖추고 있으며 유리 두장에 접합하는 양면접합제품과 유리에 손쉽게 부착할 수 있는 부착형인 단면접합 제품이 있다. 리모컨으로 간단히 조작할 수 있으며, 블라인드를 대체하고 실내에서는 사생활보호의 역할을 한다. 그 외에 단열, 소음차단, 방범안전등 다양한 기능을 갖추고 있다. 

PDLC필름은 단순히 건축용 내외장재에만 적용되는 제품이 아니다. 빔프로젝트를 통한 영상출력이 가능하여 시청각교육에 이용되며, 광고에도 적용된다. 다양한 스크린 활용으로 유리 뿐만 아니라 롤스크린 제품으로도 활용성이 높다. 최근 PDLC 기술의 발전으로 리버스모드 제품과 다양한 색상 및 패턴의 표현이 가능하여 인테리어적인 요소로도 각광을 받고 있다. 리버스모드는 일반적으로 전원 OFF시 불투명한 상태에서 전원 OFF시 투명한 상태로 반대의 개념을 갖고 있다. 

이는 평상시 투명한 창의 용도로 쓰면서 필요에 따라 불투명하게 변화를 주고 싶을 때 유용하다. 패턴제품은 유리에 다양한 패턴을 형상화하여 패턴부분만 투명과 불투명으로 변화를 주어 디자인과 기능을 겸비한 제품이다. 이 외에도 다양한 색상도 연출이 가능하여 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.

PDLC필름 시장, 국내 제품과 중국 수입제품이 대다수 차지   

PDLC필름은 과거 고가의 제품으로 인식되어 특별한 공간에 한정적으로 적용되어 제품이다. 전 세계적으로 지속적인 투자와 기술개발은 제품의 가격을 낮추고 기술의 완성도를 높여 시장에서 보편적으로 적용되는 제품으로 변모하고 있다. 

PDLC필름의 국내 시장은 국내 업체들의 기술 개발을 통한 국산제품과 중국업체들이 생산한 수입제품으로 양분되고 있다. 일부 유럽 등의 제품이 들어오고 있지만 가격대 경쟁력은 떨어지는 편이다. 대표적인 국내 업체로는 디엠디스플레이, 베스트룸, 리비콘, 비츠웰, 네패스 등이 있으며 수입제품으로는 중국ABT 제품을 이글라스가 공급하고 있다. 

디엠디스플레이는 PDLC시장의 글로벌 리더로서 1998년 설립이래로 제품 개발에 매진하여 현재 40개국이상에 제품을 수출하고 있다. 차별화 된 생산시스템을 통해 코팅라인 2기(최대 폭 1,900mm), 오토크레이브를 포함한 접합유리 생산설비(최대가공사이즈 1,500×3,200mm)와 간이 접합로 2대, 필름 및 유리가공설비 일체를 보유하고 있다. 다양한 색상을 비롯하여 패턴, 기능을 업그레이드하여 건축, 자동차, 열차, 전자기기 등의 시장 확대를 시도하고 있다.

베스트룸은 SMART VU FILM은 ON/OFF를 통해 노말 및 리버스모드를 제공한다. 시야 차단으로 프라이버시를 보호하고 적외선 및 자외선을 차단하며 단열기능까지 갖추고 있다. 내항변성 및 측면시야각이 우수하고, 방염성과 내열성 테스트를 통과했다. 일반 제품 외에도 블라인드 피턴등 다양한 제품과 더불어 IOT와도 연결가능하다. 


리비콘은 ON/OFF에 따라 빛의 투과도를 조잘하며, 판유리의 투명도 조절과 영상스크린의 기능을 겸한다. 유리의 수명과 비슷한 내구성을 바탕으로 고분자 액정 배합기술을 통해 유리의 투과율을 조절해주는 기술이 핵심이다. 필름의 두께는 0.12mm(기존 0.2∼0.4mm)로 높은 투과율과 내구성을 갖추고 있다. 공급사이즈는 초대 1,800mm까지 가능하며 다양한 패턴, 리버스기능도 갖추고 있다.

네페스의 Super LC는 기존 제품 대비 필름 두께가 얇아 접합유리 뿐만 아니라 블라인드로도 생산이 가능하다. 투명도가 우수하고 내구성이 좋아 다양한 공간에 활용이 가능한 것이 장점이다. 일반적인 PDLC 접합유리에서부터 빔프로젝트용, 광고, 전자 등 활용 폭이 넓은 것이 특징이다. 최대공급사이즈는 폭 1,500mm으로 맞춤형 공급이 가능하다. 

비츠웰의 PDLC 매직글라스 Glassterior는 독자적으로 개발한 제품으로 PDLC필름의 상하좌우 섹션을 분할하여 섬세하고 다양하게 조절가능하며 리모컨, 터치패널, 앱등으로 컨트롤할 수 있는 스마트블라인드 제품이다. 빛의 투과율을 조절할 수 있고 필름이 얇아 블라인드 디용으로 유리의 적용이 간편하다. 블라인드기능과 더불어 리어스크린 기능까지 겸비하고 있어 활용도가 높다. 

중국 ABT 제품을 공급하고 있는 이글라스코리아 제품은 선명도가 뛰어나고 화질이 좋은 것이 장점이다. 최대폭 1,800mm으로 액정과 고분자의 혼합비가 최적화 되어 있다. 일반 제품 외에도 E-AD Film은 농도를 컨트롤한 SF필름을 적용하여 외부에서는 광고를 노출하고 외부에서는 유리창의 효과를 나타낸다. 전기가 아닌 프린팅 기술을 적용한 제품으로 향후 PDLC와도 접목할 방침이다.

PDLC 국내 가공 시장 확대로 유통의 다변화 시도 

PDLC 접합유리 제품은 필름의 개발과 생산으로 끝나는 것이 아닌 유리에 접목되어 시공까지 완료됐을 때 완성되는 제품으로 국내 접합유리 가공 및 시공업체들이 시장 참여가 확대되고 있다. 

PDLC 접합유리 가공은 일반적으로 PVB필름 접합유리 가공 설비뿐만 아니라 EVA접합유리를 생산할 수 있는 접합로를 갖춘 가공업체들이 생산할 수 있어 접합유리 가공업체들의 관심이 높아지고 있다. 국내 가공업체로는 필텍글라스, 그린아트그라스, 광연산업, 그라스한솔, 영도유리산업 등이 가공을 진행하고 있으며 다양한 맞춤형 가공을 통해 시장을 넓혀 나가고 있다. 


PDLC접합유리 생산은 기존 EVA접합유리 생산설비로 생산이 가능하여 가공 업체들의 아이템 확대에도 도움이 되고 있다. 기본적인 온도셋팅은 110도 이상을 기본으로 하며 필름의 두께 및 특성에 따라 온도를 세심하게 맞춰야 한다. 가공시 온습도를 정확히 측정하고 오일교환을 자주해줘야 한다. 생산설비는 4단로 이상의 박스로 타입과 1단로 등 다양한 타입의 접합로에서 생산이 가능하며 생산 1사이클링은 4시간 정도가 소요된다. 로의 타입 및 상황에 따라 생산시간 조절이 가능하며 1시간에도 생산이 가능하다. 특히 가공시 기포 및 박리문제가 발생할 수 있기 때문에 진공상태로 기포를 잘 빼는 작업이 중요하며 정확한 접착력을 유지하는 것이 관건이다. 

국내 EVA접합유리 생산업체들은 과거 인테리어용 접합유리 생산을 위해 설비를 도입했지만 경쟁력을 잃어 가면서 많이 접합유리 생산을 포기했었다. PDLC접합유리는 가공업체들의 새로운 아이템이 될 수 있으며 유통 및  시공시장과 연계하여 영업이 확대되고 제품이 점차 보편화 된다면 시장은 꾸준히 성장할 것으로 예측된다.

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