KR101439596B1 - 태양전지 밀봉재용 ｅｖａ 시트 제조장치 - Google Patents
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Abstract
태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열접착성 수지를 균일하게 배열하여 융착시키는 방법으로 EVA 시트를 제조하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치에 관하여 개시한다.
본 발명은 내부에 열접착성 수지 분말을 수용하는 통 형상을 가지며 하부에 토출구를 구비하는 분말 공급부; 표면에 열접착성 수지 분말을 수용하는 요홈 패턴을 구비하며 상기 토출구를 밀폐하도록 배치되는 분말배열롤; 상기 분말배열롤의 하부를 통과하며 순환하는 순환벨트; 상기 순환벨트 상에 도포된 열접착성 수지 분말을 가열 융착시키는 히터부; 및 상기 히터부의 후단에서 설치되어 필름 상태로 융착된 열접착성 수지 분말 시트를 상기 순환벨트로부터 분리하는 필오프 롤(peel off roll);을 포함하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 제공한다.
본 발명은 내부에 열접착성 수지 분말을 수용하는 통 형상을 가지며 하부에 토출구를 구비하는 분말 공급부; 표면에 열접착성 수지 분말을 수용하는 요홈 패턴을 구비하며 상기 토출구를 밀폐하도록 배치되는 분말배열롤; 상기 분말배열롤의 하부를 통과하며 순환하는 순환벨트; 상기 순환벨트 상에 도포된 열접착성 수지 분말을 가열 융착시키는 히터부; 및 상기 히터부의 후단에서 설치되어 필름 상태로 융착된 열접착성 수지 분말 시트를 상기 순환벨트로부터 분리하는 필오프 롤(peel off roll);을 포함하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 제공한다.
Description
본 발명은 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열접착성 수지를 균일하게 배열하여 융착시키는 방법으로 EVA 시트를 제조하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치에 관한 것이다.
근래에는, 종래의 화석 연료에 의존한 발전으로부터, 클린, 에코 에너지의 원천으로써 태양광을 직접 전기에너지에 변환하는 태양전지가 각광을 받고 있다. 특히 태양전지를 건물의 지붕 부분 등의 옥외에서 사용하는 경우, 태양전지 모듈의 형태로 사용하는 것이 일반적이다.
이 때, 사용되는 태양광 전지용 EVA시트는 대부분 압출 또는 캘린더링 공법으로 제조되고 있으나, 이것은 시트의 두께를 조절하는데 어려움이 있으며 EVA 시트 내에 열 이력(Thermal History)을 남겨 추후 태양전지의 모듈화 과정에서 MD(Machine Direction)방향으로의 열 수축을 유발한다. 또한 치밀한 구조로 인해 기포 제거에 어려움이 있어 모듈화 공정시간이 길어지는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 일본특허공개공보 제2002-363507호는 열수축률이 작은 열접착성 시트를 제공하는바, 열접착성 수지 분말을 살포머신으로 이형지상에 살포하고, 가열하여 분말을 일부 또는 전체적으로 융착시켜 냉각 후 이형지를 박리하는 것을 특징으로 하는 제조방법을 기재하고 있다.
본 발명의 목적은 열접착성 수지 분말을 균일한 두께로 살포할 수 있도록 함으로써 균일한 두께의 EVA 시트를 제조할 수 있는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 제공함에 있다.
본 발명은 내부에 열접착성 수지 분말을 수용하는 통 형상을 가지며 하부에 토출구를 구비하는 분말 공급부; 및 표면에 열접착성 수지 분말을 수용하는 요홈 패턴을 구비하며 상기 토출구를 밀폐하도록 배치되는 분말배열롤;을 포함하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 제공한다.
이 때, 상기 분말배열롤의 요홈 패턴은 균일하게 분포되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 분말 공급부는 복수개의 토출구를 구비하고, 각각의 토출구에 분말배열롤이 배치될 수 있다.
그리고, 본 발명은 내부에 열접착성 수지 분말을 수용하는 통 형상을 가지며 하부에 토출구를 구비하는 분말 공급부; 표면에 열접착성 수지 분말을 수용하는 요홈 패턴을 구비하며 상기 토출구를 밀폐하도록 배치되는 분말배열롤; 상기 분말배열롤의 하부를 통과하며 순환하는 순환벨트; 상기 순환벨트 상에 도포된 열접착성 수지 분말을 가열 융착시키는 히터부; 및 상기 히터부의 후단에서 설치되어 필름 상태로 융착된 열접착성 수지 분말 시트를 상기 순환벨트로부터 분리하는 필오프 롤(peel off roll);을 포함하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 제공한다.
이 때, 상기 필오프 롤을 통해 분리된 열접착성 수지 필름을 권취하는 권취롤;을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 분말배열롤은 상기 순환벨트와 반대 방향으로 회전하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 분말배열롤의 유입측에 미분리 열접착성 수지 분말을 제거하는 브러쉬부를 더 포함하거나, 기체분사부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 분말배열롤에 진동을 가하는 진동수단을 더 포함하면 열접착성 수지 분말의 탈락을 촉진할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치는 열접착성 수지 분말을 균일한 분포와 두께를 가지도록 배열한 후, EVA 시트의 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 가져온다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치의 분말배열롤 부분을 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 나타낸 구성도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 나타낸 구성도임.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치의 분말배열롤 부분을 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 나타낸 구성도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 나타낸 구성도임.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치의 분말배열롤 부분을 나타낸 사시도이다.
본 발명에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치는 열접착성 수지 분말을 고르게 분배(도포)한 후, 열을 가하여 필름 상태로 융착시켜 EVA 시트를 제조하기 위한 것이다.
열접착성 수지 분말(EVA 미립 파우더)는 EVA 백본(backbone)의 아세테이트기에 기인하여 흡습을 하려는 성질을 가지고 있어서 일정두께로 도포하는 것이 용이하지 않다.
본 발명은 분말배열롤을 이용하여 열접착성 수지 분말을 고르게 도포한 후, EVA 시트를 제조할 수 있도록 하기 위한 것이다.
여기서, 열접착성 수지 분말이란 열을 가함으로써 접착성이 발현되는 수지 분말을 의미한다. 상기 에틸렌계 수지는 구체적으로는, 폴리에틸렌, 에틸렌 염화 비닐 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 비닐알코올 공중합체 등을 들 수 있다. 에틸렌계 수지는 에틸렌 및 에틸렌과 공중합할 수 있는 수지의 공중합체며, 예를 들면 다음과 같은 것이 있다.
에틸렌과 비닐아세테이트 혹은 프로피온산 비닐 등의 비닐에스테르와의 공중합체, 에틸렌과 에틸렌과 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산n부틸, 메타크릴산메틸 등의 불포화 카본산 에스테르와의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산, 메타크릴산 등의 불포화 카본산과의 공중합체, 또는 에틸렌과 불포화 카본산의 일부를 나트륨, 아연, 리튬 등의 금속염으로 중화된 단량체, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 4-메틸, 1-펜텐 등의 σ-올레핀과의 공중합체 등 이외에, 이들 공중합체의 2종류 이상의 혼합물 등이 이에 해당할 수 있다.
바람직하게는 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체가 사용될 수 있는바, 이 때의 물성은 중합도와 공중합체 에틸렌 함량에 의해 결정된다. 분자량이 클수록 강인성과 가소성, 내스트레스 크래킹성, 내충격성이 향상되며, 성형성이나 표면광택은 저하한다. 한편 공중합체 에틸렌 함량이 증가하면 밀도와 고무탄성, 유연성이 다른 폴리머나 가소제와의 상용성이 향상하여 연화온도는 저하한다.
또한, 상기 에틸렌계 수지는 폴리에틸렌계 수지를 포함할 수 있으나, 특별히
한정되는 것은 아니며 에틸렌의 단독 중합체, 또는 폴리에틸렌에 비닐 실란 화합물
이 그라프트 중합되는 공중합체 등을 모두 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 에틸렌계 수지로는, 공중합체 에틸렌 함유량이 60 중량% 이상 90 중량% 미만이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 에틸렌 함유량이 65 중량% 이상 75 중량% 이하 범위일 수 있다.
이 때, 필요에 따라 가교제, 가교조제, 자외선 차단제 등을 추가로 포함할 수 있는바, 첨가제를 첨가함으로써, 압출 중공 성형 중에 기재의 변색, 자외선 및 모듈화에 의한 변형을 최소화할 수 있다.
상기 첨가제는 가교제 또는 자외선 차단제 등을 포함하나, 필요에 따라 기타 각종의 첨가제를 더 포함시킬 수 있다. 구체적으로 상기 첨가제로는 실란커플링제, 활제, 산화방지제, 난연제, 변색 방지제 등을 예시할 수 있다.
에틸렌계 수지에 있어서, 상기 공중합체 에틸렌 함유량이 60 중량% 미만이면, 공중합체의 접착성이 강해져 분말로서의 취출이 어려워진다. 만일 분말을 얻었다고 하더라도 그 분말의 유동성이 나빠져, 결과적으로 균일한 분말 산포가 어려워진다. 균일한 분말 산포가 어려우면 균일한 밀봉재용 시트를 얻을 수 없다. 여기서 불균일한 밀봉재용 시트란 부분적으로 수지의 공극율이 다르거나 시트 두께가 위치에 따라 불균일해지는 것을 의미한다. 또한, 공중합체의 접착성이 강해지기 때문에 밀봉재용 시트의 제조시 공정장 비인 롤이나 다이 등에 접착되는 문제가 있어 제막 공정상 어려움이 발생할 수 있다. 또한, 상기 공중합체의 에틸렌 함유량이 90 중량 %를 넘으면 투명성 및 유연성이 나빠져 태양전지의 밀봉재용 EVA시트로서 바람직하지 못하다.
또한, 열접착성 수지 분말의 평균 입자크기는 30~100 메쉬 범위인 것이 바람직하다. 이 때, 열접착성 수지 분말은 상기 열접착성 수지를 기계분쇄, 냉동분쇄, 화학분쇄 등에 의하여 얻을 수 있다. 상기 분말의 입자크기가 30메쉬 미만인 경우 분말이 너무 미립하여 미립자의 날림현상이 일어나거나 EVA시트의 두께나 부피를 조절하는데 어려움이 있으며, 100메쉬를 초과하는 경우 분말의 유동성이 나쁘고, 균일한 두께의 EVA시트를 만들기 어렵기 때문이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치는, 내부에 열접착성 수지 분말을 수용하는 통 형상을 가지며 하부에 토출구를 구비하는 분말 공급부(110)와, 표면에 열접착성 수지 분말을 수용하는 요홈 패턴을 구비하며 상기 토출구를 밀폐하도록 배치되는 분말배열롤(120)과, 상기 분말배열롤의 하부를 통과하며 순환하는 순환벨트(130)와, 상기 순환벨트(130) 상에 도포된 열접착성 수지 분말을 가열 융착시키는 히터부(140)와, 상기 히터부(140)의 후단에서 설치되어 필름 상태로 융착된 열접착성 수지 분말 시트를 상기 순환벨트로부터 분리하는 필오프 롤(150)과, 상기 필오프 롤(150)을 통해 분리된 열접착성 수지 필름을 권취하는 권취롤(160)을 포함한다.
상기 분말배열롤(120)은 표면에 요홈 패턴을 구비하는데, 상기 분말공급부(110)를 통과하며 상기 요홈 패턴에 열접착성 수지 분말이 채워진다. 이후, 분말배열롤(120)이 회전하여 요홈 패턴이 하부를 향하게 되면 열접착성 수지 분말이 분말배열롤에서 이탈하여 순환벨트(130) 상에 도포된다.
이 때, 분말배열롤(120)과 순환벨트(130)는 서로 반대 방향으로 회전하는 것이 바람직하다. 이들이 서로 반대 방향으로 회전하면 분말배열롤(120)에서 탈락되는 열접착성 수지 분말들이 상기 순환벨트(130)에 대하여 더 높은 상대 속도를 가지게 되어 열접착성 수지 분말의 분포가 더욱 균일해 진다.
순환벨트(130) 상에 도포된 열접착성 수지 분말은 히터부(140)에 의하여 가열되고 융착된다.
히터부(140)에 의한 상기 열접착성 수지 분말의 경화는 70~110℃ 의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하다.
경화온도가 70℃ 미만인 경우에서는 상기 열접착성 수지 분말(300)의 일부가 충분히 융착되지 않을 수 있으며, 이로 인해 태양전지 밀봉재용 시트에 적합한 유연성을 초과하여 태양전지 모듈 제조에 어려움이 있을 수 있다.
반대로 상기 경화온도가 110℃ 를 초과하는 경우, 경화온도가 너무 높기 때문에 상기 수지 분말의 전체에 가까운 양이 융착되어 밀봉재용 시트에 적합한 유연성 얻을 수 없는 문제점이 발생 할 수 있으며, 또한 시트가 순환벨트(130)에 부착되는 제조상 문제점이 발생할 수 있다.
열접착성 수지 분말이 융착되어 형성된 열접착성 수지 필름은 필오프 롤(150)을 통과하며 순환벨트(130)에서 분리되어, 귄취롤(160)에 감겨진다.
도시된 실시예는 분말공급부(110)가 한개의 토출구를 구비하여, 한개의 분말배열롤(120)에 연결된 형태를 가지고 있으나, 상기 분말 공급부에 복수개의 토출구를 구비하고, 각각의 토출구에 분말배열롤이 배치할 수도 있다.
또한, 한개 또는 복수개의 분말배열롤(120)에 연결된 분말공급부(110)를 복수개 구비할 수도 있다.
이러한 경우 분말의 공급량을 증가시켜 공정를 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 나타낸 구성도이다.
본 실시예는 분말배열롤(120)의 유입측에 브러쉬(170)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 분말배열롤(120)의 유입측이라 함은 분말배열롤(120)이 순환벨트(130) 위쪽을 통과한 후 분말공급부(110)로 유입되는 부분을 의미한다.
브러쉬부(170)는 분말배열롤(120)에서 탈락되지 않은 열접착성 수지 분말을 제거하는 역할을 수행한다. 브러쉬부(170)는 원심력과 자중에 의하여 탈락되지 않은 열접착성 수지 분말을 분말배열롤(120)에서 제거하기 위한 것인데, 이들이 제거되지 않을 경우 지속적인 흡착에 의하여 요홈 패턴에 의하여 도포되는 열접착성 수지 분말의 체적에 영향을 주기 때문이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 나타낸 구성도이다.
본 실시예는 도 3의 실시예의 브러쉬부(170)를 대신하여 압축기체분사부(180)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
압축기체분사부(180)는 분말배열롤(120)을 향해 압축기체를 분사함으로써, 미탈락 열접착성 수지 분말을 제거하게 된다.
분말배열롤(120)의 요홈에 수용된 열접착성 수지 분말이 원활하게 순환벨트(130)를 향해 탈락될 수 있도록 하기 위해서, 분말배열롤(120)에 진동수단을 이용하여 진동을 가할 수 있다. 진동수단은 분말배열롤(120)의 내부에 위치하거나, 외부에 위치할 수 있다.
또한, 열접착성 수지 분말의 원활한 탈락을 위하여 분말배열롤(120)의 표면을 테프론 등으로 코팅할 수도 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치를 이용한 EVA 시트의 두께 조절에 관하여 살펴본다.
예를 들어, 분말배열롤에 1개의 체적이 5㎜3 인 요홈 패턴 1420개 구비되어 있는 경우, 분말배열롤에 구비된 요홈 패턴 전체의 체적은 7,100㎜3 가 된다.
이때, 분말배열롤의 회전속도가 100rpm 이라면, 710,000㎜3/min 의 체적을 1분 동안 도포하게 된다.
분말공급부에 의하여 공급되는 열접착성 수지 분말의 겉보기 비중이 0.35 라면, 분당 도포 속도는 249g/min 이 된다.
분말배열롤의 회전속도와 순환벨트의 이동속도 조절을 통해, 순환벨트 상에 도포되는 열접착성 수지 분말의 도포 두께를 조절할 수 있다.
110 : 분말공급부
120 : 분말배열롤
130 : 순환벨트
140 : 히터부
150 : 필오프 롤
160 : 권취롤
120 : 분말배열롤
130 : 순환벨트
140 : 히터부
150 : 필오프 롤
160 : 권취롤
Claims (12)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 내부에 열접착성 수지 분말을 수용하는 통 형상을 가지며 하부에 토출구를 구비하는 분말 공급부;
표면에 열접착성 수지 분말을 수용하는 요홈 패턴을 구비하며 상기 토출구를 밀폐하도록 배치되는 분말배열롤;
상기 분말배열롤의 유입측에 미분리 열접착성 수지 분말을 제거하는 제거부;
상기 분말배열롤의 하부를 통과하며 순환하는 순환벨트; 및
상기 순환벨트 상에 도포된 열접착성 수지 분말을 가열 융착시키는 히터부;
상기 히터부의 후단에서 설치되어 필름 상태로 융착된 열접착성 수지 분말 시트를 상기 순환벨트로부터 분리하는 필오프 롤;을 포함하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 필오프 롤을 통해 분리된 열접착성 수지 필름을 권취하는 권취롤;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 분말배열롤은 상기 순환벨트와 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 분말 공급부는 복수개의 토출구를 구비하고,
각각의 토출구에 분말배열롤이 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 분말 공급부와 상기 분말배열롤은 복수개가 구비되는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 분말배열롤의 유입측에
미분리 열접착성 수지 분말을 제거하는 제거부는 브러쉬부인 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 분말배열롤의 유입측에
미분리 열접착성 수지 분말을 제거하는 제거부는 기체분사부인 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 분말배열롤의 요홈 패턴은 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 분말배열롤에 진동을 가하는 진동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 밀봉재용 EVA 시트 제조장치.
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