KR102459169B1 - 태양광 발전 필름 구조체 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 태양광에너지를 집광하여 전기에너지로 변환되도록 하는 태양광필름; 태양광필름의 일면에 구성되고 태양광필름이 유리창에 부착되도록 하며 태양광필름과 유리창 사이에 단열 기능을 제공하는 단열접착층; 및 태양광필름의 타면에 일정 크기와 일정 간격으로 구성되어 조류의 충돌을 억제하는 충돌방지용패턴층을 포함하는 태양광 발전 필름 구조체가 제공된다.
Description
본 발명은 태앙광 발전 필름 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리창 등에 부착되어 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환되도록 태양광을 집광하는 기능을 제공하고 단열 성능과 조류 충돌 방지 기능도 제공할 수 있는 태양광 발전 필름 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 건축물에는 채광과 환기 등을 위하여 유리창이 설치된다. 그러나 유리창의 단열성이 낮은 관계로 유리창을 통해 열손실이 발생되며 이에, 냉난방 비용이 증가된다. 특히, 동절기는 하절기에 비해 길기 때문에, 동절기의 난방비로 인해 상당한 경제적 부담을 느끼는 가정이 많다.
최근에는, 난방비를 절감하기 위하여 이중구조의 단열 유리창을 설치하기도 하지만, 이중구조의 단열 유리창은 시공에 많은 비용이 소요되고, 기존 주택의 경우 별도의 공사를 해야 하는 번거로움이 있다.
이에, 최근에는 유리창에 부착되고 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 실내의 냉난방에 이용되도록 할 수 있는 태양광 발전용 필름이 설치되고 있는 실정이다.
그러나 종래의 태양광 발전용 필름은, 유리창에 공지의 접착제를 통해서 부착되기 때문에, 필름이 주변 온도에 따라 수축하거나 팽창하는 경우 유리창도 함께 수축하거나 팽창되어 유리창이 손상되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 태양광 발전용 필름은, 유리창을 통한 투시성을 위하여 무색 또는 소정의 색상을 가지더라도 투명한 특성을 가지기 때문에, 비행중인 조류가 유리창 또는 필름을 인지하지 못하고 충돌되어 생명을 잃게 되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 태양광 발전용 필름은, 외부에 노출시 먼지나 빗물 또는 눈에 의한 얼룩이 흡착되어 태양광 발전 효율이 저하되는 문제점이 있다.
(특허문헌 0001) 등록특허 10-1005597
(특허문헌 0002) 등록특허 10-1243383
따라서 본 발명의 목적은 유리창 등에 부착되어 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환되도록 태양광을 집광하는 기능을 제공하고 단열 성능과 조류 충돌 방지 기능도 제공할 수 있는 태양광 발전 필름 구조체를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 태양광필름에 조류방지용 패턴이 구성되어 조류가 유리창에 충돌되는 것을 방지할 수 있는 태양광 발전 필름 구조체를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 유리창에 부착되는 태양광필름에 오염방지층이 구성되어 태양광필름이 친수 및 오염방지 기능을 가지도록 할 수 있는 태양광 발전 필름 구조체를 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 태양광에너지를 집광하여 전기에너지로 변환되도록 하는 태양광필름; 태양광필름의 일면에 구성되고 태양광필름이 유리창에 부착되도록 하며 태양광필름과 유리창 사이에 단열 기능을 제공하는 단열접착층; 및 태양광필름의 타면에 일정 크기와 일정 간격으로 구성되어 조류의 충돌을 억제하는 충돌방지용패턴층을 포함하는 태양광 발전 필름 구조체가 제공된다.
또한, 상기 태양광 발전 필름 구조체는, 태양광필름에 저반사하드코팅층이 더 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 태양광 발전 필름 구조체는, 태양광필름에 친수 및 오염방지 기능을 제공하는 오염방지층이 더 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 태양광필름은, 합성수지재질의 시트; 상기 시트상에 적층되는 제1전극; 상기 제1전극상에 적층되는 광활성층; 상기 광활성층상에 적층되는 제2전극; 및 상기 제2전극상에 적층되는 봉지재 등을 포함하고, 상기 시트는 금속성 나노 입자가 배열된 유전체막을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 단열접착층은, 러버형 점착제 100 중량부에 가열 경화제 3 내지 5 중량부, 상온 경화제 2 내지 3 중량부, 난연제 10 내지 20 중량부, 350 내지 450 메쉬의 평균입자직경을 가지며 팽창 퍼라이트, 인슐래드, 규조토 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 다공성 무기 미립자 5 내지 10 중량부 및 피버글라스 5 내지 7 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 저반사하드코팅층은, 나노실리카입자 25~35중량부, 메틸트리메톡시실란 30~40중량부, 3글리시딜프로필트리메톡시실란 30~40중량부 및 타이타니아산화물은 30~40중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 오염방지층은, 무기 도료 조성물 100 중량부에 알칼리 금속 실리케이트 중 어느 하나 이상 25 내지 50 중량부, 자외선차단제 10 내지 25 중량부, 인산 2 내지 5 중량부, 강염기 6 내지 7 중량부 및 물 40 내지 60 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의하면, 유리창 등에 부착되어 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환되도록 태양광을 집광하는 기능을 제공하고 단열 성능과 조류 충돌 방지 기능도 제공할 수 있다.
또한, 태양광필름에 조류방지용 패턴이 구성되어 조류가 유리창에 충돌되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 유리창에 부착되는 태양광필름에 오염방지층이 구성되어 태양광필름이 친수 및 오염방지 기능을 가지도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전 필름 구조체를 사시도;
도 2는 도 1의 태양광 발전 필름 구조체를 나타낸 단면도; 및
도 3은 도 1의 태양광 발전 필름 구조체가 유리창의 외측에 부착된 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 태양광 발전 필름 구조체를 나타낸 단면도; 및
도 3은 도 1의 태양광 발전 필름 구조체가 유리창의 외측에 부착된 모습을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전 필름 구조체(100)는, 무색 또는 투명한 색상을 가지고 태양광에너지를 집광하여 전기에너지로 변환되도록 하는 태양광필름(110), 태양광필름(110)의 일면 즉, 유리창(10)에 부착되는 일면에 구성되고 태양광필름(110)이 유리창(10)에 부착되도록 하며 태양광필름(110)과 유리창(10) 사이에 단열 기능을 제공하여 태양광필름(110)의 수축이나 팽창 작용이 유리창(10)에 전달되는 것을 방지하여 유리창(10)을 보호하는 단열접착층(120) 및 태양광필름(110)의 타면에 일정 크기와 일정 간격으로 구성되어 조류의 충돌을 억제하는 충돌방지용패턴층(130) 등을 포함한다.
여기서, 본 발명에 따른 태양광 발전 필름 구조체(100)는, 태양광필름(110)에 저반사하드코팅층(140)이 더 구성되어 태양광필름(110)을 이용한 집광 효율이 극대화되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 태양광 발전 필름 구조체(100)는, 태양광필름(110)이나 충돌방지용패턴층(130)에 친수 및 오염방지 기능을 제공하는 오염방지층(미도시)이 더 구성되는 것이 바람직하다.
태양광필름(110)은, 유리창(10)에 부착되고 태양광을 집진하고 태양광발전모듈(미도시)로 제공하여 태양광에너지가 전기에너지로 변환되도록 하는 태양광 집광 수단으로서, 일예로, 합성수지재질의 시트, 상기 시트상에 적층되는 제1전극, 상기 제1전극상에 적층되는 광활성층, 상기 광활성층상에 적층되는 제2전극 및 상기 제2전극상에 적층되는 봉지재 등을 포함하고, 상기 시트는 금속성 나노 입자가 배열된 유전체막을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 시트는, 투명 PET 필름의 소재가 되는 투명 PET 수지 시트를 제조하기 위해 압출장치를 이용하여 압출 용융물을 형성하는데, 이때, 220 내지 230℃의 온도에서 용해시키는 것이 좋다. 이후, 용융상태의 압출 용융물을 통과시 T-die 방식으로 필름 타입의 투명 PET 수지 시트를 형성하며, 다이의 출구에 부착된 냉각장치를 필름 타입의 투명 PET 수지 시트를 냉각시킨다. 이때, 냉각시 필름 타입의 투명 PET 수지 시트에 대한 냉각을 수행한 뒤 냉각을 위해 가이드 롤러로 전달한다. 여기서, 사용되는 여기서 사용되는 냉각장치는 펠티어 소자와 온도 센서, 그리고 아두이노 기판을 활용하여 미리 설정된 온도 범위로 필름 타입의 투명 PET 수지 시트에 대한 온도를 제어할 수 있다. 여기서 온도 설정 범위는 실온 상태에 해당하는 가이드 롤러에 의한 냉각과 압출 용융물에 대한 다이에 의한 T-die 방식을 이용해 필름 타입의 투명 PET 수지 시트 생성 직후의 온도 차를 고려하여 7℃ 내지 14.5℃ 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 이후, 가이드 롤러에 의해 냉각된 필름 타입의 투명 PET 수지 시트를 연신장치로 안내되며, 가이드 롤러에 의해 필름 타입의 폴리프로필렌 시트에 대한 연신 장치로의 이송을 수행하면서, 가이드 롤러의 전체 길이 설정에 따른 실온 상태에서 열안정화 과정을 제공할 수 있다. 연신장치는 가이드 롤러를 통과한 필름 타입의 투명 PET 수지 시트를 박막 필름이 되도록 눌러 잡아당기는 연신을 수행한다. 보다 구체적으로, 연신시 필름 타입의 투명 PET 수지 시트에 대한 가열, 가압 상태에서 넓이 방향의 연신을 수행함으로써, 최종 생산물인 시트에 대한 연신 전후의 면적 비율이 1 : 6.8 내지 8.2 배가 증가하도록 한다. 여기서, 연신시 가열 온도는 350 내지 370 ℃, 가압 상태는 130 내지 180mbar 상태이며, 투명 PET 필름의 두께를 1200㎛로 생산시 바람직하게는 365 ℃, 173mbar 상태에서 수행하는 것이 바람직하다. 한편 연신시 상술한 바람직한 온도 범위 내인 가열 온도는 350 내지 370 ℃에서 행하여져야 한다. 온도 범위보다 온도가 높아지는 경우 분자의 자유도가 높아져 분자의 배향이 잘 이루어지지 않는다. 또한, 온도 범위보다 낮아지는 경우에는 연신이 잘 이루어지지 않고 폴리프로필렌 시트가 연신되지 못하고 끊어지는 현상이 일어난다.
한편, 상기 시트에 대한 연신 후 열안정화 과정 사이에 시트에 대한 연성화와 함께 메쉬 공정에 따라 다이아몬드 형상 구조, 그물 형상, 사각형 형상을 갖는 균일한 격자 구조(메쉬 구조)를 형성할 수 있다. 이와 같은 메쉬 구조를 형성함으로써, 유연성을 제공하고, 다수의 메쉬구조의 투명한 시트를 적층하고 발포함으로써, 무게를 획기적으로 줄일 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이 생성된 투명한 시트에 대해서 겹겹이 적층한 뒤, 발포폼의 제조 공정과 같이 전체 공정은 투입된 합성수지 입자를 부풀려 발포시키는 발포단계와, 발포된 입자에 포함된 수분을 제거하는 건조단계와, 건조된 발포 입자에 고온 증기를 공급하여 발포 입자가 서로 엉켜 결합되게 하는 성형단계로 이루어지고 상기 성형 단계를 수행하기 전에 코팅 단계를 더 수행할 수 있다.
한편, 태양광필름(110)은, 상기 시트 등과 같이 박판 또는 플렉시블한 구조를 가지고 유리창(10)에 부착되며 태양광필름(110)이 태양광을 집진한 후 태양광발전모듈(미도시)에 의하여 태양광에너지가 전기에너지로 변환되도록 하는 구성은, 공지의 기술을 가질 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서 태양광필름(110)에 의하면, 유리창(10)에 부착시 유리창(10)을 가지는 구조물에 태양광 발전 기능이 제공되도록 할 수 있다.
단열접착층(120)은, 태양광필름(110)의 일면 즉, 유리창(10)에 부착되는 일면에 구성되고 태양광필름(110)이 유리창(10)에 부착되도록 하며 태양광필름(110)과 유리창(10) 사이에 단열 기능을 제공하여 태양광필름(110)의 수축이나 팽창 작용이 유리창(10)에 전달되는 것을 방지하여 유리창(10)을 보호하는 단열 접착 수단으로서, 러버형 점착제에 상기 러버형 점착제 100 중량부를 기준으로 가열 경화제 3 내지 5 중량부, 상온 경화제 2 내지 3 중량부, 난연제 10 내지 20 중량부, 350 내지 450 메쉬의 평균입자직경을 가지며 팽창 퍼라이트, 인슐래드, 규조토 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 다공성 무기 미립자 5 내지 10 중량부 및 피버글라스 5 내지 7 중량부를 포함한다.
상기 러버형 점착제는, 소정의 탄성을 가지고 흡착 및 접착 기능을 제공하는 것으로서, 상기 가열 경화제 및 상온 경화제와 혼합시 피착면에 안정적으로 부착되고 피착면으로부터 박리시 잔여물이 남지 않도록 태양광필름(110)의 일면에 보다 강한 접착력으로 부착되도록 한다.
여기서, 상기 러버형 점착제는, 38%의 고형분을 포함하는 것이 바람직하고, 공지의 조성을 가질 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 가열 경화제는, 상기 러버형 점착제나 상온 경화제와의 혼합시 이들과 반응하여 향상된 내충격 강도 및 내열성, 내습성 및 기계적 물성 등의 제반 물성이 향상되도록 하는 경화부재로서, 상기 러버형 점착제 100 중량부를 기준으로 3 내지 5 중량부가 첨가되는데, 상기 5 중량부를 초과하는 경우에는 경화 시간이 너무 빨라 태양광필름(110)에 도포하는 작업이 불편하고, 상기 3 중량부를 미만하는 경우에는 경화 시간이 너무 느려지고 장시간 경과후 점착발이 길어지게 되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는, 4 중량부를 가지는 것이 좋다.
여기서, 상기 가열 경화제는, 공지의 조성을 가질 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 상온 경화제는, 상기 러버형 점착제나 가열 경화제와 혼합시 이들과 반응하여 상온에서 상기 혼합물이 경화되도록 하여 상기 러버형 점착제와 가열 경화제가 피착면 외부로 번지는 것을 방지하기 위한 전사 방지부재로서, 상기 러버형 점착제 100 중량부를 기준으로 2 내지 3 중량부가 첨가되는데, 상기 3 중량부를 초과하는 경우에는 상온에서 경화 시간이 빠르게 진행되어 제품의 사용 가능한 시간이 크게 단축되고, 상기 2 중량부를 미만하는 경우에는 피착면 외부로 러버형 점착제와 가열 경화제가 번지게 되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는, 0.5 중량부를 가지는 것이 좋다.
여기서, 상기 상온 경화제는, 공지의 조성을 가질 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 다공성 무기 미립자는, 태양광필름(110)과 유리창(10) 사이에 공기층을 제공하는 단열부재로서, 다수의 기공을 통하여 높은 단열성을 제공하며, 보다 바람직하게는, 상기 기공이 폐쇄되는 것을 통하여 단열 효과를 더욱 향상시키는 것이 좋다.
여기서, 상기 다공성 무기 미립자는, 상기 러버형 접착제 100 중량부를 기준으로 5 내지 10 중량부가 첨가되는데, 상기 10 중량부를 초과하는 경우에는 러버형 접착제, 상온 경화제 및 가열 경화제들의 접착 기능을 저하시키고, 상기 5 중량부를 미만하는 경우에는 단열성이 저하되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는, 7 중량부를 가지는 것이 좋다.
상기 난연제는, 태양광필름(110)에 상기 조성물들의 접착시 고온의 열과 열전도율에 의해 상기 러버형 접착제, 상온 경화제 및 가열 경화제가 연소되거나 열화되는 것을 억제하여 접착성이 저하되는 것을 방지하는 것으로서, 메틸아이오다이드 등을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 난연제는, 상기 러버형 접착제 100 중량부를 기준으로 10 내지 20 중량부가 첨가되는데, 상기 20 중량부를 초과하는 경우에는 들뜸 현상이 발생되어 투습성이 저하되고, 상기 10 중량부를 미만하는 경우에는 보습성, 투습성 및 열전도율이 낮아져 난연 기능이 저하되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 20 중량부를 가지는 것이 좋다.
상기 피버글라스는, 태양광필름(110)과 유리창(10) 사이에 단열층 제공시 피착면의 온도에 의해 휘발성 접착 조성물들이 발화되는 것을 억제하는 내화성을 제공한다.
여기서, 상기 피버글라스는, 상기 러버형 접착제 100 중량부를 기준으로 5 내지 7 중량부가 첨가되는데, 상기 7 중량부를 초과하는 경우에는 탄력이 저하되어 태양광필름(110)의 형상 가변성이 억제되어 부착성이 크게 저하되고, 상기 5 중량부를 미만하는 경우에는 내화성이 저하되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는, 6 중량부를 가지는 것이 좋다.
따라서 단열접착층(120)에 의하면, 태양광필름(110)과 유리창(10) 사이를 접착시킴과 동시에 여름철 등에 유리창(10)과 태양광필름(110)의 열이 서로 상대에게 전달되는 것을 최대한 억제하여 태양광필름(110)의 집광 효율 저하를 방지하고 태양광필름(110)의 수축이나 신장 작용이 유리창(10)에 전달되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 단열접착층(120)에 의하면, 겨울철 등에 지면 또는 유리창(10)의 열이 태양광필름(110)에 전열되도록 하여 상대적으로 낮은 온도를 가지는 태양광필름(110)이 낮은 온도에서 수축되는 것을 최대한 억제할 수 있다.
한편, 단열접착층(120)은, 0.04mm 내지 0.15mm의 두께를 가지는 것이 바람직하며, 상기 두께를 미만하는 경우에는 두께가 너무 얇아 태양광필름(110)을 통한 열반사율이 저하되고, 상기 두께를 초과하는 경우에는 두께가 너무 두꺼워 겨울철 등에 유리창(10)의 온도가 태양광필름(110)으로 전열되는 것이 억제되어 태양광필름(110)이 수축되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 0.1mm의 두께를 가지는 것을 통하여, 최적의 단열 또는 전열 기능을 제공하는 것이 좋다.
충돌방지용패턴층(130)은, 태양광필름(110)의 타면에 일정 크기와 일정 간격으로 구성되어 조류의 충돌을 억제하는 조류 충돌 방지 수단으로서, 태양광필름(110)의 타면에 일정 크기와 일정 간격으로 인쇄되어 시안성을 저해하지 않도록 도트문양, 단풍문양, 줄무늬문양, 격자문양 등이 인쇄장치 등과 같은 공지의 방식을 통해 태양광필름(110)의 시트에 인쇄되거나, 별도의 패턴시트에 상기 문양들이 인쇄된 후 상기 패턴시트가 단열접착층(120)과 같은 접착조성물을 통하여 태양광필름(110)의 시트에 부착될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
따라서 충돌방지용패턴층(130)에 의하면, 투명한 색상을 가지는 태양광필름(110)이 유리창(10)에 부착 구성되더라도 조류가 태양광필름(110)이나 유리창(10)을 인지하도록 할 수 있으며, 이를 통하여 조류 충돌을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 의하면, 태양광필름(110)에 저반사하드코팅층(140)이 더 구성되어 태양광필름(110)을 이용한 집광 효율이 극대화되도록 하는데, 저반사하드코팅층(140)은, 태양광필름(110)의 시트 일면에 도포되고 경화되며, 일예로, 산성100~5나노실리카 3종과, 실란계화합물 2종 메틸트리메톡시실란과 3글리시딜 프로필트리메톡시 실란의 실록산계화합물과 타이타니아산화물의 경화 조성물을 포함하고, 이때, 상기 조성물들은 나노실리카입자 25~35중량부, 메틸트리메톡시실란 30~40중량부, 3글리시딜프로필트리메톡시실란 30~40중량부 및, 타이타니아산화물은 30~40중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
따라서 저반사하드코팅층(140)에 의하면, 태양광필름(110)을 보호함과 동시에, 태양광필름(110)에 투과되는 태양광의 투과량이 향상되도록 하여 태양광 집광 효율이 극대화되도록 할 수 있다.
한편, 상기와 같이 태양광필름(110)에 저반사하드코팅층(140)이 구성되는 경우 충돌방지용패턴층(130)은 저반사하드코팅층(140)의 외면에 구성되어도 좋다.
한편, 본 발명에 의하면, 태양광필름(110)이나 충돌방지용패턴층(130)에 친수 및 오염방지 기능을 제공하는 오염방지층이 더 구성되어 태양광필름(110)의 집광 효율이 극대화되도록 하는데, 상기 오염방지층은, 무기 도료 조성물, 알칼리 금속 실리케이트 중 어느 하나 이상, 자외선차단제, 인산, KOH, NaOH 및 LiOH 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기 및 물을 포함하여, 바람직하게는, 무기 도료 조성물 100 중량부에 알칼리 금속 실리케이트 중 어느 하나 이상 25 내지 50 중량부, 자외선차단제 10 내지 25 중량부, 인산 2 내지 5 중량부, 강염기 6 내지 7 중량부 및 물 40 내지 60 중량부를 포함한다.
여기서, 무기 도료 조성물은, 투명한 색상을 가지고 오염방지코팅층의 혼합물이 태양광필름(110)이나 충돌방지용패턴층(130)의 일면에 도포 및 코팅되도록 하는 접착 기능을 제공하며, 공지의 구성을 가질 수 있다.
알칼리 금속 실리케이트는, 태양광필름(110)이나 충돌방지용패턴층(130)에 도포 및 코팅시 외부의 충격 등에 대한 내구성을 제공하는 것으로서, 무기 도료 조성물 100 중량부에 대하여 25 내지 50 중량부가 첨가되는데, 25 중량부에 미만하는 경우에는 브러시 등의 세척도구를 이용한 세척 과정 중 마찰 등에 대한 내구성이 저하되고, 50 중량부를 초과하는 경우에는 보드(10)의 탄성도가 저하되어 오히려 충격에 약해지는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
자외선차단제는, 태양광필름(110)이나 충돌방지용패턴층(130)에 도포 및 코팅시 자외선을 차단 또는 반사시켜 태양광필름(110)이나 충돌방지용패턴층(130)가 열화되어 투명도가 저하되는 것을 방지하는 것으로서, 공지의 구성을 가질 수 있다.
여기서, 자외선차단제는, 무기 도료 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 25 중량부가 첨가되는데, 10 중량부에 미만하는 경우에는 자외선 차단 기능이 저하되고, 25 중량부를 초과하는 경우에는 색상이 불투명해지게 되므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
인산은, 태양광필름(110)이나 충돌방지용패턴층(130)에 도포 및 코팅시 배출되는 공기 중의 먼지 등이 흡착되는 것을 방지하는 흡착 방지 부재로서, 무기 도료 조성물 100 중량부에 대하여 2 내지 5 중량부가 첨가되는데, 2 중량부에 미만하는 경우에는 먼지 등의 흡착 방지 기능이 저하되고, 5 중량부를 초과하는 경우에는 상기 조성물들의 교반성 및 결합성이 저하되어 소정 두께의 코팅층을 확보할 수 없는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
강염기는, 태양광필름(110)이나 충돌방지용패턴층(130)에 도포 및 코팅시 흡착된 먼지 등이 세척 과정에서 세척액이나 에어 등과 접촉시 쉽게 제거되도록 하는 부재로서, 무기 도료 조성물 100 중량부에 대하여 2 내지 5 중량부가 첨가되는데, 2 중량부에 미만하는 경우에는 먼지 등의 흡착 방지 기능이 저하되고, 5 중량부를 초과하는 경우에는 오히려 흡착된 이물질 중의 단백질 성분 등을 변형시켜 흡착에 의한 부패 가능성이 높아지는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
물은, 상기 조성물들의 혼합 교반성을 향상시키고 점도를 조절하는 부재로서, 무기 도료 조성물 100 중량부에 대하여 40 내지 60 중량부가 첨가되는데, 40 중량부에 미만하는 경우에는 교반성이 저하되고, 60 중량부를 초과하는 경우에는 도포 및 코팅시 건조 시간이 증가하여 소정 두께의 코팅층을 확보할 수 없는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 수치한정에 따른 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
여기서, 상기 오염방지코팅층은, 보다 바람직하게는, 무기 도료 조성물 100 중량부에 알칼리 금속 실리케이트 중 어느 하나 이상 50 중량부, 자외선차단제 20 중량부, 인산 5 중량부, 강염기 7 중량부 및 물 60 중량부를 포함하며, 이를 통하여, 태양광필름(110)이나 충돌방지용패턴층(130)의 오염 방지를 극대화하는 것이 바람직하다.
따라서 상기 오염방지코팅층에 의하면, 태양광필름(110)이나 충돌방지용패턴층(130)에 마킹되거나 흡착되는 자국이나 먼지 등에 따른 오염을 최소화할 수 있고, 세척액이나 와이핑시 쉽게 제거되도록 하여 태양광필름(110)의 수명을 향상시키고 집광 효율도 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전 필름 구조체(100)의 작용에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 유리창(10)의 외측에 태양광필름(110)의 일면이 단열접착층(120)을 통해 부착되는 것을 통하여, 유리창(10)에 태양광필름(110)이 단열 가능한 상태로 구성된다.
이때, 태양광필름(110)의 타면에는 일정 크기와 일정 간격으로 구성되어 조류의 충돌을 억제하는 충돌방지용패턴층(130)이 구성된다.
따라서 태양광필름(110)에 집광된 태양광은 태양광발전모듈(미도시)에 제공되어 태양광에너지가 전기에너지로 변환되는 발전 동작이 수행되고, 이때, 태양광필름(110)과 유리창(10) 사이에 구성된 단열접착층(120)에 의해 열에 민감하게 수축되거나 팽창되는 태양광필름(110)의 작용이 전달되지 않게 되고, 이에, 유리창(10)이 파손되는 것이 억제될 수 있다.
또한, 투명한 색상을 가지면서 유리창(10)에 태양광필름(110)이 구성되더라도, 태양광필름(110)에 구성되는 충돌방지패턴층(130)에 의해 조류의 충돌이 억제될 수 있다.
한편, 태양광필름(110)에 저반사하드코팅층(140)이 구성되는 경우에는, 태양광필름(110)을 투과하는 광량이 극대화되어 집광 효율이 극대화될 수 있다.
또한, 태양광필름(110)이나 충돌방지용패턴층(130)에 친수 및 오염방지 기능을 제공하는 오염방지층(미도시)이 구성되는 경우에는, 외부 조건에 의해 태양광필름(110)의 타면이 오염되는 것이 최대한 억제되고 오염이 되더라도 간단한 물청소에 의해 쉽게 세척되도록 할 수 있다.
따라서 본 발명에 의하면, 유리창(10) 등에 부착되어 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환되도록 태양광을 집광하는 기능을 제공하고 단열 성능과 조류 충돌 방지 기능도 제공할 수 있는 태양광 발전 필름 구조체(100)를 제공할 수 있다.
또한, 태양광필름(110)에 구성되는 조류방지용 패턴을 통하여 조류가 유리창(10)에 충돌되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 유리창(10)에 부착되는 태양광필름(110)에 오염방지층이 구성되어 태양광필름(110)이 친수 및 오염방지 기능을 가지도록 할 수 있다.
상술한 본 발명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.
Claims (7)
- 태양광에너지를 집광하여 전기에너지로 변환되도록 하는 태양광필름(110); 태양광필름(110)의 일면에 구성되고 태양광필름(110)이 유리창(10)에 부착되도록 하며 태양광필름(110)과 유리창(10) 사이에 단열 기능을 제공하는 단열접착층(120); 및 태양광필름(110)의 타면에 일정 크기와 일정 간격으로 구성되어 조류의 충돌을 억제하는 충돌방지용패턴층(130)을 포함하는 태양광 발전 필름 구조체에 있어서,
태양광필름(110)에 저반사하드코팅층(140)과 친수 및 오염방지 기능을 제공하는 오염방지층(미도시)이 구성되고,
태양광필름(110)은,
합성수지재질의 시트; 상기 시트 상에 적층되는 제1전극; 상기 제1전극 상에 적층되는 광활성층; 상기 광활성층 상에 적층되는 제2전극; 및 상기 제2전극 상에 적층되는 봉지재를 포함하며,
상기 시트는 금속성 나노 입자가 배열된 유전체막을 포함하고,
저반사하드코팅층(140)은,
나노실리카입자 25~35중량부, 메틸트리메톡시실란 30~40중량부, 3글리시딜프로필트리메톡시실란 30~40중량부 및 타이타니아산화물은 30~40중량부를 포함하며,
오염방지층(미도시)은,
무기 도료 조성물 100 중량부에 알칼리 금속 실리케이트 중 어느 하나 이상 25 내지 50 중량부, 자외선차단제 10 내지 25 중량부, 인산 2 내지 5 중량부, 강염기 6 내지 7 중량부 및 물 40 내지 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 필름 구조체. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 단열접착층(120)은,
러버형 점착제 100 중량부에 가열 경화제 3 내지 5 중량부, 상온 경화제 2 내지 3 중량부, 난연제 10 내지 20 중량부, 350 내지 450 메쉬의 평균입자직경을 가지며 팽창 퍼라이트, 인슐래드, 규조토 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 다공성 무기 미립자 5 내지 10 중량부 및 피버글라스 5 내지 7 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 필름 구조체. - 삭제
- 삭제
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- 2020-11-05 KR KR1020200146493A patent/KR102459169B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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| KR102157625B1 (ko) * | 2020-06-02 | 2020-09-21 | 이원정 | 찢김 없는 내구성 강화 알루미늄박판 미끄럼방지 노면시트 |
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