KR100843723B1 - 백색 페트필름을 이용한 피브이 백 시트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.

본 발명은 솔라셀(Solar Cell)의 보호용으로 사용되어지는 PV Back Sheet의 제조방법에 관한 것으로, 특히 내구성과 내습성은 물론 내열성과 자외선 차단성이 우수하며, 특히 평활도가 우수한 White PET(Polyester)Film을 사용하는 것이다.

나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.

현재 태양광 발전에 사용되는 솔라셀은 다결정 실리콘을 원료로 하는 p-n형 반도체로 제일 많이 만들어지고 있는데, 이 p-n형 반도체는 강한 전기적 자극 및 기후변화, 특히 습기에는 상당히 취약한 부분이 있다.

따라서 이와 같은 단점을 보완하기 위하여 솔라셀의 이면에는 PV Back Sheet라는 보호용 필름을 접착하여 사용하게 됨으로 상기 PV Back Sheet는 기후 변화 및 습기에 강해야하며 전기적 자극에도 일정수준 이상의 내구성을 갖고 있어야 하기 때문에 PV Back Sheet필름은 기온변화, 습도변화 등 어떠한 악영향에도 장기간 견딜수 있도록 특수 제작되어야하는 것이고, 따라서 현재 솔라셀의 자체기술력을 갖고 있는 선진국의 유수의 기업들은 독자적인 기술과 노하우를 보유하고 있으나 현재까지 다른 업체들에서는 기술이 공개되지 않은 관계로 PV Back Sheet를 국산화 하는데 대부분 실패를 하고 있는 실정이고, 이러한 이유는 일정기간이 경과하면 PV Back Sheet를 이루는 RLO들 간의 부착력이 견고하지 못하여 층 분리가 일어나 보호필름으로서의 제 성능을 발휘하지 못한다는 것이다.

다. 발명의 해결방법의 요지.

따라서 본 발명에서는 내열성이 강한 White Polyester Film을 2~4장 사용하여 초강력 접착제인 UR을 정밀한 도포량으로 도포하여 강한 압력으로 부착되도록 함으로서 내구성, 내습성, 내열성, 자외선 차단성, 평활도를 좋게 만들어 솔라셀의 보호용 필름으로 사용이 가능하도록 한 것이다.

라. 발명의 중요한 용도.

솔라셀 보호용

Description

백색 페트필름을 이용한 피브이 백 시트의 제조방법{a method white polyester film}

도1은 본 발명의 제조공정을 도시한 블럭도.

도2는 본 발명의 사용상태도.

도3은 본 발명의 적층구조를 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 중간층 11: 상층

12: 하층 13: 접착층

삭제

본 발명은 솔라셀(Solar Cell)의 보호용으로 사용되어지는 PV Back Sheet의 제조방법에 관한 것으로, 특히 내구성과 내습성은 물론 내열성과 자외선 차단성이 우수하며, 특히 평활도가 우수한 White PET(Polyester)Film을 사용하여 제조하는 것이다.

특히 기존의 PVF Film이 아닌 White PET Film을 사용함으로써 생산비용의 절 감 효과가 상당하여, 해당 제품의 경쟁력 강화에 지대한 영향을 주게 되는 것이다.

현재 태양광 발전은 태양의 빛에너지를 솔라셀이라는 매개물을 이용하여 전기에너지로 바꿔 사용하는 것으로, 가정용 및 산업용 발전분야에서 널리 사용되고 있는 것이다.

이와 같은 태양광 발전은 유럽, 미국 일본 등의 선진국에서는 이미 자체 기술을 개발하여, 시장의 대부분을 장악하고 있으며, 사용되는 소재 또한 자체 공급 및 수출로 상당한 부가가치를 올리고 있는 실정이다.

또한 태양광 발전은 태양의 빛 에너지를 이용하는 것으로 한번 설치만으로 무공해하면서 무한정 사용 가능한 에너지원으로 일정한 일사량만 존재하면 산간, 벽지, 오지 등 어느 곳에서나 설치하여 전기에너지의 공급이 가능하여 발전가능성이 무한한 산업분야이다.

이러한 태양광 발전에 사용되는 솔라셀은 다결정 실리콘을 원료로 하는 p-n형 반도체로 제일 많이 만들어지고 있는데, 이 p-n형 반도체는 강한 전기적 자극 및 기후변화, 특히 습기에는 상당히 취약한 부분이 있다.

따라서 이와 같은 단점을 보완하기 위하여 솔라셀의 이면에는 PV Back Sheet라는 보호용 필름을 접착하여 사용하게 됨으로 상기 PV Back Sheet는 기후 변화 및 습기에 강해야하며 전기적 자극에도 일정수준 이상의 내구성을 갖고 있어야 한다.

따라서 PV Back Sheet필름은 기온변화, 습도변화 등 어떠한 악영향에도 장기간 견딜수 있도록 특수 제작되어지는 필름인 것이다.

또한 솔라셀은 상당한 고가의 장비로서 설치 후 사용 수명이 다른 장비들에 비해 상당히 길기 때문에 솔라셀을 보호하는데 PV Back Sheet 역시 솔라셀의 사용 수명과 같은 기간을 외부 환경 변화로부터 어떠한 변화도 없이 솔라셀을 보호할 수 있어야만 되는 것이다.

따라서 PV Back Sheet가 솔라셀의 사용에 상당히 중요한 것이다.

현재 알려진 통계자료에 의하면 태양광 발전 산업분야는 2003년 이래로 꾸준히 30%이상의 시장 성장률을 보이고 있으며, 이에 따라 PV Back Sheet의 수요 또한 꾸준히 증가하고 있는 것이다.

따라서 현재 솔라셀의 자체기술력을 갖고 있는 유럽, 미국 및 일본의 유수의 기업들은 독자적인 기술과 노하우를 보유하고 있으나 현재까지 다른 업체들에서는 기술이 공개되지 않은 관계로 PV Back Sheet를 국산화 하는데 대부분 실패를 하고 있는 실정이다.

실패의 주요 원인은 일정기간이 경과하면 PV Back Sheet를 이루는 RLO들 간의 부착력이 견고하지 못하여 층 분리가 일어나 보호필름으로서의 제 성능을 발휘하지 못한다는 것이다.

따라서 본 발명에서는 내열성이 강한 White Polyester Film을 2~4장 사용하여 초강력 접착제인 UR을 정밀한 도포량으로 도포하여 강한 압력으로 부착되도록 함으로서 내구성, 내습성, 내열성, 자외선 차단성, 평활도를 좋게 만들어 솔라셀의 보호용 필름으로 사용이 가능하도록 한 것이다.

이를 위하여 White Polyester Film부착면 표면에 부착력을 높일수 있는 코로 나 처리를 먼저 실시한 후에 초 강력 접착제인 UR(industrial Ddhesives)을 기재들간의 부착면에 도포가압하여 PV Back Sheet를 구성하는 기재들간이 부착력을 긴밀하게 만들 수 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제조방법은 우선 첫 번째, 세 번째 White PET Film(11,12)의 어느 일측면(11a,12a)과 두 번째 White Polyester Film(10)의 양측면(10a,10b)에 일정수준 이상의 코로나 처리를 선처리 함으로써 UR의 사용시 부착력을 더 높이는 효과를 얻을수 있도록 만든다.

또한 이와 같이 코로나 처리가 완료된 일측면(11a,12a)과 양측면(10a,10b)의 사이에 UR접착제를 일정량 도포하여 접착층(13)을 형성한 후 강한 압력으로 기재들을 눌러줌으로써 접착제가 고르게 분산되면서도 견고한 접착력을 형성할수 있도록 도와준다.

이때 White Polyester Film(10,11,12)을 사용하는 것은 재질의 특성상 물성변화가 거의 없으며 파단강도 우수하기 때문이며, 어느 정도의 물성수준의 변화가 없다면 어떠한 재질과 두께의 것을 사용할 수 있어 다양한 고객의 요구에 부응할 수 있기 때문이다.

또한 고온지방의 경우 솔라셀의 온도가 100℃이상 올라갈 수 있으므로 내열성이 강한 White PET Film을 사용한 것이다.

또한 솔라셀은 전기제품에 속하므로 일정한 수준의 전기적 충격을 견딜 수 있는 두께의 (50mic∼150mic) White pet Film을 2∼4장 사용하여 제조하는 것이다.

또한 투명한 PET Film을 사용하지 않고 White PET Film을 사용하는 것은 햇빛의 반사율을 높여서 솔라셀의 효율을 높이는 것이다.

또한 White PET Film(10,11,12)을 사용함으로서 미관상의 효과 역시 좋아지고, 동시에 White PET Film(10,11,12)을 사용함으로써 국내에서 수급이 가능해짐으로 수급문제 해결 및 생산비용의 절감 효과로 가격경쟁력 확보가 용이하다.

또한 솔라셀의 발전효율은 최대한 많은 양의 햇빛을 받고, 받아들인 햇빛이 빠져나가지 않을수록 높아진다.

이러한 면에서 불투명하면서도 제품의 평활도 및 햇빛 반사율이 좋은 White PET Film을 사용한 것이다.

또한 초강력 접착제인 UR(industrial Adhesives)를 사용하는 것은 PV Back Sheet의 특성상 상당히 오랜 기간을 사용하기 때문에 접착제 또한 상당한 기간동안 어떠한 외부 환경변화에도 영향을 받지 않고 물성의 변화가 없어야 하기 때문이고, UR접착제는 내후성 및 내화학성이 뛰어나 상당히 오랜 기간을 사용하여도 물성의 변화가 없이 일정한 접착력을 유지하기 때문이다.

도1 내지 도3에서 도시한 바와 같이 기재들의 표면의 코로나 처리 과정에서 일정수준 이상의 코로나 처리가 없이 UR만으로 원하는 수준이 부착력을 얻을 수 있으나 이렇게 할 경우 제품이 경제적이지 못하다는 단점이 있다.

또한 코로나 처리가 일정수준에 도달하지 못한다면 코로나 처리로써 얻을 수 있는 효과가 미흡하여 UR을 사용한다 하더라도 원하는 만큼의 부착력을 얻지 못하여 경제적이기는 하나 제품의 완성도가 부족하다는 단점이 있다.

또한 코로나 처리가 일정수준 이상으로 되었다 하더라도 원하는 부착력 및 내구성을 얻어내기 위하여 많은 량의 UR을 도포한다면 경제적이지 못하다는 단점이 있다.

또한 부착면에 코로나 처리가 일정수준 이상되고, UR이 경제적인 량만큼 도포되었다 하더라도, 접착제가 고르게 분산되고 견고한 접착력을 형성할 수 있도록 강한 압력을 가해주지 않는다면 제품의 품질에 문제가 발생될 수 있는 것이다.

이와 같은 문제로 원하는 부착력 및 내구성을 보유하면서 우리나라에서 생산함으로써 납기 문제를 해결하고 경제성을 갖춘 제품을 제조하기 위해서는 코로나의 처리 강도와 UR의 도포량의 적정수준이 중요한 요소가 되는 것이다.

다음의 실시 예는 코로나 처리 강도와 UR의 도포량을 조절하였을 때 그에 따른 결과이다.

실시예 1

코로나 처리 50dyne 이상유지

UR도포 두께 8 ~ 10 micron

압력 4.8 kgf/㎠

건조온도 : 80℃ ~ 100℃

상기의 조건으로 제조하였을 때 가장 우수한 PV Back Sheet를 제조하게 되는 것이고, 그 상태에서 가장 경제적이고, 그 상태에서 가장 품질이 우수함을 확인하 였다.

그러나 만일 코로나 처리가 50dyne미만으로 떨어지거나, 압력이 4kgf/㎠미만으로 떨어지거나 UR도포 두께가 8micron미만으로 떨어지게 될 경우에는 PV Back Sheet를 구성하는 기재들 간의 견고한 부착력이 형성되지 못하여 제품의 품질에 문제가 발생되어짐을 확인하였다.

또한 건조온도는 압력에 따라 UR도포의 두께에 따라 달라지는 것이다.

실시예2

코로나 처리 50dyne이상유지

UR도포 두께 15∼18 micron

압력 3.5kgf/㎠

건조온도 : 90℃ ~ 95℃

상기의 조건으로 제조하였을 경우에도 동일한 효과를 발생시키게 되나 원가가 상승되어지는 문제점으로 인하여 경제적이지 못한 부분이 있으나 제품 자체로서는 상당한 품질상태를 확인할 수 있었다.

또한 UR의 도포 두께를 20micron정도로 조절하였을 경우에도 기재들간의 부착력이 우수함을 확인하였으나 그 이상이 되면 제품의 평활도가 균일하게 이루어지지 않게 되는 문제점이 있음을 확인할 수 있었다.

또한 압력을 2.5kgf/㎠정도로 조절하였을 경우에도 기재들간의 부착력이 우수함을 확인하였으나, 그 이하가 되면 기재들간의 부착력이 견고하지 못하게 됨을 확인할수 있었다.

또한 건조온도는 압력에 따라 UR도포의 두께에 따라 달라지는 것이다.

실시예3

UR도포 두께 8∼10micron

압력 6.0kgf/㎠

건조온도 : 80℃ ~ 90℃

상기의 조건으로 제조하였을 경우에도 기재들간의 초기 부착력은 우수하였으나 시간이 지나게 됨에 따라 기재들간의 층 분리 현상이 나타남을 확인할 수 있었다.

상기의 실시예1, 2와 비교하였을 때 제조방법상 공정이 1가지 줄어들기 때문에 보다 경제적이 되는 바람직한 부분은 있었으나 제품의 품질에 문제가 발생하게 되는 것이다.

또한 UR의 도포 두께를 20micron정도로 조절하였을 경우에도 기재들간의 초기 부착력이 우수함을 확인하였으나 약간의 시간차이는 있지만 일정 시간이 지나게 됨에 따라 기재들간이 층 분리 현상이 나타남을 확인할 수 있었다.

또한 건조온도는 압력에 따라 UR도포의 두께에 따라 달라지는 것이다.

실시예 4

UR도포 두께 30∼35 micron

압력 6.0kgf/㎠

건조온도 : 90℃ ~ 110℃

상기의 조건으로 제조하였을 때 가장 우수한 기재들간의 부착력이 나타남을 확인하였다.

그러나 초 강력 접착제인 UR은 상당히 고가의 접착제로써 상기의 조건으로 제조를 할 경우 실시예 1, 예2와 비교하였을 때 보다 경제적이지 못하다는 문제점이 있었다.

또한 건조온도는 압력에 따라 UR도포의 두께에 따라 달라지는 것이다.

따라서 상기의 실시 예와 같이 일정수준 이상의 코로나 처리 과정을 거친 polyester Film을 사용하여 제조하여야만 경제적인 두께의 UR의 도포만으로 원하는 제품의 부착력을 얻을수 있음을 확인하였다.

또한 일정 수준 이상의 강한 압력을 가해 접착제가 고르게 분산되고 접착력이 견고하게 형성될 수 있도록 도와주어야만 경제적인 두께의 UR의 도포만으로 원하는 제품의 부착력을 얻을 수 있음을 확인하였다.

또한 일정 수준 이상의 강한 압력을 가해 접착제가 고르게 분산되고 접착력이 견고하게 형성될 수 있도록 도와주어야만 평활도가 균일한 제품을 얻을 수 있는 것이다.

이와 같은 코로나로 선 처리함으로서 제품의 품질에 영향이 없으면서 경제성을 고려한 UR의 도포 두께, 도포된 UR을 고르게 분산시키면서 견고한 접착력을 형성하도록 도와주는 강한 압력을 가해주는 방법으로 제조된 PV Back Sheet제품은 24시간 70℃이상으로 유지되는 항온실에서 100∼120시간 경화시킴으로써 보다 견고한 제품을 얻을 수 있다.

따라서 이와 같은 방법을 사용하여 PV Back Sheet를 제조할 경우 솔라셀의 보호성능을 충분히 발휘하면서도 솔라셀의 사용 수명과 같은 기간을 어떠한 외부 환경변화에도 기재들 간의 층 분리현상이 없는 PV Back Sheet를 제조할 수 있게 되는 것이다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 다층구조로 이루어지는 페트필름의 중간층 필름의 양면에는 모두 코로나 처리하고, 상하면에 위치되는 필름에는 중간층 필름과 밀착되어지는 내측면으로 만 코로나 처리하며 상기의 코로나 처리되어진 부분에는 UR접착제를 도포하고, 그 상태에서 압력을 사용하여 가압접착함에 있어 페트필름은 50mic∼150mic White pet Film을 사용하고 코로나 처리를 50dyne이상유지하고, UR도포 두께 15∼18 micron이며, 압력 3.5kgf/㎠으로 가압접착한 것을 24시간 70℃이상으로 유지되는 항온실에서 100~120시간 경화시킴으로써 보다 견고한 제품을 얻을수 있게 됨을 특징으로 하는 백색 페트필름(white polyester film)을 이용한 PV back sheet제조방법
7. 다층구조로 이루어지는 페트필름의 중간층 필름의 양면과 상하면에 위치되는 필름에는 중간층 필름과 밀착되어지는 내측면으로 접착을 위하여 UR접착제를 도포하고, 그 상태에서 압력을 사용하여 가압접착함에 있어 UR도포 두께 30∼35 micron 압력 6.0kgf/㎠로 가압첩착한 것을 24시간 70℃이상으로 유지되는 항온실에서 100~120시간 경화시킴으로써 보다 견고한 제품을 얻을수 있게 됨을 특징으로 하는 백색 페트필름(white polyester film)을 이용한 PV back sheet제조방법
8. 다층구조로 이루어지는 50mic~150mic의 두께를 갖는 White페트필름의 중간층 필름의 양면에는 50dyne이상 유지되게 모두 코로나 처리하고, 상하면에 위치되는 필름에는 중간층 필름과 밀착되어지는 내측면으로 만 코로나 처리하며 상기의 코로나 처리되어진 부분에는 그 두께가 8~10micron으로 UR접착제를 도포하고, 그 상태에서 4.8±0.8 kgf/㎠ 의 압력을 사용하여 가압접착한 것을 24시간 70℃이상으로 유지되는 항온실에서 100~120시간 경화시킴으로써 보다 견고한 제품을 얻을수 있게 됨을 특징으로 하는 백색 페트필름(white polyester film)을 이용한 PV back sheet제조방법.

Images