KR20170125900A - 매립형 기능 구조부를 포함한 금속 복합 재료의 제조 방법, 및 상응하는 금속 복합 재료 - Google Patents

매립형 기능 구조부를 포함한 금속 복합 재료의 제조 방법, 및 상응하는 금속 복합 재료 Download PDF

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얀-에릭 엘러스
로만 글라쓰
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티센크루프 스틸 유럽 악티엔게젤샤프트
티센크룹 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 매립형 기능 구조부(2)를 포함하는 금속 복합 재료(1)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법에 따라, 수직 방향(Y)으로 서로 겹쳐 적층되는 복수의 층(4, 5, 6)으로 이루어진 층 구조부(3)가 제조되어 압축되며, 층 구조부(3)는, 금속 기판으로 이루어진 하부 층(4)을 제공하는 단계; 수직 방향(Y)으로 하부 층(4) 위에서 적어도 일부 섹션에, 하부 층(4)과 접촉하는 중간층(5)을 배열하는 단계; 및 층 구조부(3)의 섹션(3a) 내에 각각 하나 또는 복수의 기능 구조부(2)를 배열하는 단계;를 통해 제조된다. 증가되는 열화의 위험을 감소시키기 위해, 본 발명에 따라서, 압축 공정 전에, 층 구조부(3)는 기능 구조부(2)를 포함하는 각각의 섹션(3a)에서, 적어도 기능 구조부를 포함하는 섹션의 부분 섹션에서, 또는 적어도 기능 구조부를 포함하는 섹션의 전체 종방향 및/또는 횡방향 연장부에 걸쳐서 나머지 층 구조부(3)에서와 동일한 두께를 보유한다. 또한, 본 발명은 상기 방법을 통해 제조되는 매립형 기능 구조부(2)를 포함한 금속 복합 재료(1)에도 관한 것이다.

Description

매립형 기능 구조부를 포함한 금속 복합 재료의 제조 방법, 및 상응하는 금속 복합 재료
본 발명은 매립형 기능 구조부를 포함하는 금속 복합 재료, 특히 강 복합 재료를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법에 따라, 수직 방향으로 서로 겹쳐 적층되는 복수의 층으로 이루어진 층 구조부(layer composition)가 제조되어 압축되며, 층 구조부는,
- 금속 기판, 특히 강 기판으로 이루어진 하부 층을 제공하는 단계;
- 수직 방향으로 하부 층 위에서 적어도 일부 섹션에, 하부 층과 접촉하는 중간층을 배열하는 단계; 및
- 층 구조부의 섹션 내에 각각 하나 또는 복수의 기능 구조부를 배열하는 단계;
를 통해 제조된다.
또한, 본 발명은, 이 방법을 통해 제조되는, 매립형 기능 구조부를 포함한 금속 복합 재료, 특히 강 복합 재료에도 관한 것이다.
앞서 언급한 유형의 금속 복합 재료들, 특히 강 복합 재료들은 예컨대 적용되는 박막 광전 모듈들과 함께 이용된다. 이 경우, 금속 복합 재료를 제조하는 과정에서, 하기에서 기능 구조부들로서 지칭되는 기능 모듈들 또는 기능 층들이 층 구조부 내로 매립된다. 따라서 이를 보통 매립형 구조들이라고도 한다. 이 구조부들은 전자 장치 또는 반도체 산업에서 공지되어 있다(WO 2005/099310 A2호).
금속 기판 상에, 특히 강 기판 상에 기능 구조부들, 예컨대 박막 광전 모듈들을 적층할 때, 기능 구조부들의 영역 내에는, 금속 기판의 추가 가공 동안 증가되는 기계적 응력에, 예컨대 롤 적층 동안에는 특히 전단력에 노출되고 그 때문에 증가된 열화(degradation)의 영향을 받는 국소적 상승부들(elevation) 또는 융기부들(ridge)이 형성된다. 보통 적층할 기능 구조부들은 기계적 응력에 대해 민감하며, 그리고 부분적으로 그 결과 파괴될 수도 있거나, 또는 적어도 자신들의 성능 레벨이 감소될 수도 있다.
전술한 문제는 예컨대 금속 기판 상에 이 금속 기판의 폭보다 더 작은 폭을 갖는 기능 구조부들을 적층할 때, 그리고/또는 종방향 또는 생산 방향으로 기능 구조부들을 (불연속적으로) 적층할 때 발생한다.
본 발명의 과제는, 이러한 종래 기술을 기반으로, 증가된 열화의 위험이 감소되는 것인, 매립형 기능 구조부를 포함한 금속 복합 재료를 제조하기 위한 방법을 명시하는 것에 있다.
앞서 도출되고 제시된 과제는, 본 발명의 제1 교시에 따라서, 매립형 기능 구조부를 포함한 금속 복합 재료, 특히 강 복합 재료를 제조하기 위한 방법으로서, 수직 방향으로, 다시 말해 종방향 또는 생산 방향에 대해 수직으로, 그리고 횡방향에 대해 수직으로 서로 겹쳐 적층되는 복수의 층으로 이루어진 층 구조부가 제조되어 압축되며, 층 구조부는,
- 금속 기판, 특히 강 기판으로 이루어진 (수직 방향과 관련하여) 하부 층을 제공하는 단계;
- 수직 방향으로 하부 층 위에서 적어도 일부 섹션에, 특히 연속적으로 하부 층과 접촉하는 중간층을 배열하는 단계; 및
- 층 구조부의 섹션 내에(다시 말하면, 종방향 및/또는 횡방향으로 기능 구조부를 포함한 섹션들과 기능 구조부를 포함하지 않는 섹션들이 존재한다.) 각각 하나 또는 복수의 기능 구조부를 배열하는 단계;
를 통해 제조되는, 금속 복합 재료의 제조 방법의 경우,
압축 공정 전에, 그리고 특히 압축 공정 후에도, (압축될) 층 구조부는, 기능 구조부를 포함하는 각각의 섹션에서, 적어도 기능 구조부를 포함하는 섹션의 부분 섹션에서 또는 적어도 기능 구조부를 포함하는 섹션의 전체 종방향 및/또는 횡방향 연장부에 걸쳐서 나머지 층 구조부에서와 동일한 두께, 다시 말해 기능 구조부를 포함하지 않는 섹션들에서와 동일한 두께를 보유하는 것을 통해 해결된다.
또한, 선택적으로, 층 구조부를 제조하기 위해, 수직 방향으로 하부 층 위에서 그리고 특히 기능 구조부들 중 하나 이상의 기능 구조부 위에서 적어도 일부 섹션에, 예를 들면 하나 이상의 폴리머층과, 바람직하게는 특히 수증기 및 산소에 대해 가스 불투과성인 하나 이상의 세라믹층으로 이루어진 복합재를 포함하는 특히 투명한 배리어 필름의 형태로 형성될 수 있는, 특히 보호층으로서의 상부 층을 배열하는 단계가 추가로 제공된다. 이 경우, 각각의 기능 구조부는 특히 각각 하부 층의 반대 방향으로 향해 있는 상부 층의 면과 상부 층의 반대 방향으로 향해 있는 하부 층의 면 사이의 섹션 내에 배열된다.
압축 공정 전에 기능 구조부를 포함하는 섹션(들) 내의 층 구조부의 두께가 인접한 섹션들 내의 두께와 일치함으로써, 기능 구조부들을 포함하는 섹션들과 인접한 섹션들 사이의 전이 영역 내에서 기계적 응력, 특히 전단력이 최솟값으로 감소되며, 그럼으로써 증가되는 열화의 위험은 분명하게 감소된다. 바람직하게는 층 구조부 자체의 전체 종방향 및/또는 횡방향 연장부(종방향 및/또는 횡방향으로의 연장부)에 걸쳐서 층 구조부의 두께는 압축 공정 전과 특히 압축 공정 후에 일정하다. 다시 말해, 본 발명에 따라서, 전자 장치 또는 반도체 산업에서 공지되어 있는 것과 같은 기능 구조부는, 금속 기판, 특히 강 기판, 바람직하게는 평강 반제품(flat steel semi-finished part)으로 이루어진 하부 층을 포함하는 적층판(laminate) 내로 매립되며, 층 구조부의 내부에는, 각각 매립형 기능 구조부에 의해 채워짐으로써 층 구조부가 이미 압축 공정 전에 하면에 대해 연속해서 평행한 상면, 다시 말해 국소적 상승부들 또는 융기부들을 포함하지 않은 상면을 포함하게 할 정도의 크기를 갖는 하나 또는 복수의 함몰부(depression) 또는 공동부(cavity)가 제공되어 있다. 기판이란, 평면이거나, 또는 이미 사전 성형되거나 프로파일링되어 있을 수 있는 플레이트형, 패널형, 또는 밴드(band)형 금속 재료, 바람직하게는 강 재료를 의미한다.
하부 층은, 언급한 것처럼, 금속 기판, 특히 강 기판, 바람직하게는 강 밴드(steel band)이며, 특히 압축 공정 동안 프레스의 하부 압축 부재 또는 컨베이어 벨트 상에 안착되는 층 구조부의 하부 최종 층(lower final layer)을 의미한다. 선택적인 상부 층은 특히 압축 공정 동안 프레스의 상부 압축 부재 또는 컨베이어 벨트와 접촉하는 상부 최종 층(upper final layer)이지만, 그러나 반드시 그렇지만은 않다. 하부 층과 기능 구조부 또는 상부 층 사이의 영역은 코어 층으로도 지칭되는 이른바 중간층이다. 이 경우, 중간층은 본 발명에 따라서 하부 층 상에서, 또는 상부 층과 하부 층 사이에서 연속해서 연장되어야 하는 것이 아니라, 언급한 것처럼, 단지 섹션들 내에만 제공될 수 있으며, 이런 경우 중간층이 제공된 섹션들에 인접하는 섹션들 내에서는 특히 상부 층이 하부 층과 접촉하게 된다.
이제, 하기에서는 본원의 방법의 다양한 구현예들이 기재된다.
일 구현예에 따라서, 중간층은 횡단면 축소부(두께의 감소부)를 통해 형성되는 함몰부를 구비한 섹션들을 포함하고, 함몰부 내로는 각각의 기능 구조부가 삽입되며(인서트되며), 특히 상부 층 및/또는 하부 층의 층 두께는 일정하다.
일 추가 구현예에 따라서, 상부 층은 횡단면 축소부(두께의 감소부)를 통해 형성되는 함몰부를 구비한 섹션들을 포함하고, 함몰부 내로는 각각의 기능 구조부가 삽입되며(인서트되며), 특히 하부 층 및/또는 중간층의 층 두께는 일정하다.
여전히 일 추가 구현예에 따라서, 하부 층은 횡단면 축소부(두께의 감소부)를 통해 형성되는 함몰부를 구비한 섹션들을 포함하고, 함몰부 내로는 각각의 기능 구조부 및 중간층의 섹션이 삽입되며(인서트되며), 특히 상부 층의 층 두께는 일정하다. 특히, 이 경우, 상부 층은 하부 층과 접촉한다.
재차 일 추가 구현예에 따라서, 중간층은 제1 중간층 재료로 이루어진 제1 섹션들과, 제1 중간층 재료와는 다른 제2 중간층 재료로 이루어져 제1 섹션들에 대해 종방향 및/또는 횡방향으로 인접하는 제2 섹션들을 포함하고, 그리고/또는 상부 층은 제1 상부 층 재료로 이루어진 제1 섹션들과, 제1 상부 층 재료와는 다른 제2 상부 층 재료로 이루어져 제1 섹션들에 대해 종방향 및/또는 횡방향으로 인접하는 제2 섹션들을 포함한다. 이렇게 하여, 중간층 및 상부 층의 제1 섹션들은 수직 방향으로 서로 겹쳐 놓이며, 특히 서로 일직선으로 정렬되며, 수직 방향으로 중간층의 제1 섹션과 상부 층의 제1 섹션 사이에는 각각 하나의 기능 구조부가 배열된다.
여전히 일 구현예에 따라서, 중간층은 제1 중간층 재료로 이루어진 섹션들을 포함하고, 이 섹션들에 대해 종방향 및/또는 횡방향으로 인접하는 방식으로 공동부들이 하부 층과 상부 층 사이에 제공되며, 공동부들 내에는 각각 하나의 기능 구조부가 배열된다.
재차 일 추가 구현예에 따라서, 상부 층의 재료는 연속적으로 또는 일부 섹션에서, 특히 제1 상부 층 재료로 이루어진 제1 섹션들에서, 투명하다.
재차 일 추가 구현예에 따라서, 상부 층의 재료는, 연속적으로, 또는 (종방향 및/또는 횡방향과 관련하여) 일부 섹션에서, 특히 제1 상부 층 재료로 이루어진 제1 섹션들에서, 하나 이상의 필름, 특히 하나 이상의 플라스틱 필름으로 구성되고, 그리고/또는 연속적으로 또는 일부 섹션에서, 특히 제2 상부 층 재료로 이루어진 제2 섹션들에서, 금속으로, 특히 강으로, 바람직하게는 평강으로 구성된다.
일 추가 구현예에 따라서, 중간층의 재료는 연속적으로, 또는 (종방향 및/또는 횡방향과 관련하여) 일부 섹션에서, 특히 제1 중간층 재료로 이루어진 섹션들에서, 그리고/또는 제2 중간층 재료로 이루어진 섹션들에서, 플라스틱, 특히 가요성 플라스틱으로, 바람직하게는 하나 이상의 플라스틱 필름으로, 또는 금속으로, 특히 강으로, 바람직하게는 평강으로 구성된다.
상술한 구현예들을 통해, 특히 간단한 방식으로, 아직 압축되지 않은 층 구조부 내에서 기능 구조부가 매립되어야 하는 각각의 위치에는, 자체의 높이 및 특히 부피가 적어도 가능한 한 매립형 기능 구조부의 높이 및 부피에 각각 부합하는 상응하는 함몰부 또는 리세스가 제공된다. 이 경우, 함몰부들 또는 리세스들은 단지 하부 층, 또는 중간층, 또는 상부 층 내에만 제공될 수 있거나, 또는 일측 층으로부터 각각 인접하는 (수직으로 그 위에 배열되는) 층 내로도 계속될 수 있으며, 그럼으로써 예컨대 기능 구조부를 위한 리세스(공동부)는 수직 방향으로 하부 층으로부터 상부 층 상에까지, 또는 심지어 상부 층 내에까지, 또는 중간층으로부터 상부 층 내에까지 도달하게 된다.
여기서 주지할 사항은, (하부, 상부, 중간) 층에 대해 언급할 때, 각각의 층이 복수의 층 역시도 포함할 수 있다는 점이다. 따라서, 예컨대 중간층은 접착제로 이루어진 층 및/또는 프라이머(primer)로 이루어진 층을 포함할 수 있다. 이에 상응하는 사항은 원칙상 다층일 수도 있는 하부 층 및 상부 층에도 적용된다.
여전히 일 구현예에 따라서, 하부 층은, 특히 층 구조부의 (횡방향과 관련하여) 가장자리 영역에 제공되는 프라이머 및 경우에 따른 스트립 바니시(strip varnish)를 도포한 후에, 일부 섹션에서 변형되거나 프로파일링되며[또한, 변형은 선 표시(line marking) 또는 주름 잡기(creasing)일 수도 있으며], 그럼으로써 하나 이상의 함몰된 섹션이 형성된다.
이 경우, 각각의 함몰된 섹션들 내로는, 특히 각각의 함몰된 섹션 내에 접착제를 도포한 후에, 기능 구조부가 특히 적층을 통해 삽입되며(인서트되며), 기능 구조부의 상측 표면은 특히 함몰된 섹션 외부의 상측 표면과 공통 평면 내에 위치한다.
기능 구조부는, 각각의 함몰된 섹션 내로 삽입되기 전에 또는 후에 전기 접점들 또는 접촉부들을 구비하게 될 수 있다.
마지막으로, 여전히 일 구현예에 따라서, 기능 구조부 상에, 경우에 따라서는 전기 접점들 또는 접촉부들, 및/또는 함몰된 섹션 외부의 층 구조부 상에도 보호층이 예컨대 배리어 필름의 형태로 적층된다.
또한, 앞서 도출되고 제시된 과제는 본 발명의 제2 교시에 따라서 앞에서처럼 정의된 방법을 통해 제조되는, 매립형 기능 구조부를 포함한 금속 복합 재료, 특히 강 복합 재료를 통해 해결된다.
이제 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 금속 복합 재료를 형성하고 개량하는 다수의 가능성이 제공된다. 이를 위해, 한편으로 특허 청구항 제1항에 종속되는 특허 청구항들이 참조되고, 다른 한편으로는 도면과 관련한 실시예들의 기재내용이 참조된다.
도 1 내지 도 5는 압축하여 금속 복합 재료를 형성하는 동안 층 구조부의 다양한 구성들을 도시한 도면들이다.
도 6 내지 도 12는 본 발명에 따른 제조 방법의 일 실시예의 개별 방법 단계들을 도시한 도면들이다.
도 13 내지 도 18은 본 발명에 따른 제조 방법의 일 대안의 실시예의 개별 방법 단계들을 도시한 도면들이다.
도 1 내지 도 5에는, 기능 구조부들(2)이 층 구조부(3) 내에 매립되고 이에 후속하여 층 구조부(3)는 여기에 개략적으로 도시된 압축 장치(18)에 의해 압축되는, 다양한 실시예들이 도시되어 있다. 이 경우, 종방향은 X로 표시되고 수직 방향은 Y로 표시되어 있다. 하기에서 Z는 횡방향을 표시한다.
여기서는, 모든 실시예에서, 매립형 기능 구조부들(2)에도 불구하고, 층 구조부(3)의 상면은 연속해서 층 구조부(3)의 하면에 대해 평행하게 연장되는 점을 명백하게 확인할 수 있다.
모든 실시예에서, 하부 층(4)은 예컨대 강 밴드이며, 이 강 밴드 상에는 다수의 단계로 추가 층들이 적층되거나 적층되었다. 또한, 다수의 단계로 추가 층들이 그 상에 적층될 수 있는 금속 패널들 또는 금속 플레이트들(여기서는 미도시)의 이용 역시도 생각해볼 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 하부 층(4) 상에는 캐리어 필름의 형태로 중간층(5)이 적층되며, 종방향(X)으로 서로 이격되어 있는 섹션들(5a) 내에는 함몰부들(7)이 구성된다. 이 경우, 함몰부들(7)은 중간층(5)의 섹션(5a) 내부에서 횡단면 축소부를 통해 형성된다. 함몰부들(7) 내로는 각각의 기능 구조부(2)가 삽입된다. 수직 방향(Y)에서 중간층(5)과 기능 구조부들(2)로 이루어진 전체 부분은 상부 방향으로 여기서는 투명한 보호 필름의 형태인 상부 층(6)을 통해 덮인다. 이 경우, 상부 층(6) 및 하부 층(4)의 층 두께는 각각 압축 공정 전에, 그리고 압축 공정 후에 일정하다. 압축 공정을 통해, 층 구조부(3)의 섹션들(3a) 내에 기능 구조부들(2)이 매립되어 있는 강 복합 재료(1)가 제조된다.
도 2에는, 도 1에서의 실시예와 달리 함몰부(8)가 상부 층(6)의 섹션들(6a) 내의 횡단면 축소부를 통해 형성되는 실시예가 도시되어 있다. 함몰부(8)는 각각의 기능 구조부들(2)을 수용하기 위해 이용된다. 이런 경우에, 하부 층(4) 및 중간층(5)의 층 두께는 각각 일정하다.
도 3에서의 실시예에서, 하부 층(4) 내에는, 함몰부(9)를 형성하는 횡단면 축소부를 구비한 섹션들(4a)이 제공된다. 이런 경우, 함몰부(9) 내에는, 수직 방향(Y)과 관련하여, 맨 밑에 중간층(5)이 요컨대 재료 섹션들(5b)의 형태로 배열되고, 그 위에는 각각의 기능 구조부(2)가 배열된다. 하부 층(4), 중간층(5)의 섹션들(5b) 및 기능 구조부들(2)로 이루어진 전체 부분은 수직 방향에서 상부 방향으로 상부 층(6)을 통해 덮이며, 이 상부 층은 자신의 전체 연장부에 걸쳐서 종방향(X)으로 일정한 두께를 보유한다.
도 4에서의 실시예에서, 하부 층(4)은 일정한 층 두께를 보유한다. 그 다음, 그 위에는, 상대적으로 더 얇은 섹션들(5a) 및 상대적으로 더 두꺼운 섹션들(5c)을 포함한 중간층(5)이 배열되고, 이 섹션들은 각각 동일한 중간층 재료로, 또는 서로 상이한 중간층 재료로 구성될 수 있다. 중간층(5)의 상대적으로 더 얇은 섹션들(5a)을 제공하는 것을 통해, 불가피하게, 섹션들(5a) 내에는, 섹션들(5c)에 비해, 여기서도 중간층(5) 내에 함몰부들(7)을 형성하는 중간층(5)의 횡단면 축소부가 제공된다. 함몰부들(7)은, 도 1에서의 실시예에서처럼, 각각 기능 구조부(2)로 충전된다. 중간층(5)의 제1 섹션들(5a) 및 제2 섹션들(5c)과 기능 구조부들(2)로 이루어진 전체 부분은 수직 방향(Y)에서 상부 방향으로 상부 층(6)에 의해 덮이며, 이 상부 층 역시 본 실시예의 경우 마찬가지로 제1 섹션들(6a)과 제2 섹션들(6b)로 구성된다. 상부 층(6)의 섹션들(6a)은 정확하게 중간층(5)의 섹션들(5a) 위쪽에 위치하면서 상기 섹션들과 일직선으로 정렬된다[종방향(X) 및 횡방향(Z)으로 동일한 경계부들을 포함한다]. 여기서 상부 층(6)의 제1 섹션들(6a)은 투명한 제1 재료, 특히 플라스틱으로 구성된다. 여기서, 섹션들(6b)은 마찬가지로 강 또는 강 밴드로 구성된다. 이런 경우에서도, 층 구조부(3)의 상면은 종방향(X)으로 전체 연장부에 걸쳐서 층 구조부(3)의 하면에 대해 평행하게 배열된다.
도 5에서의 실시예에 따라서, 하부 층(4) 및 상부 층(6)은 예컨대 각각 강 밴드로 구성된다. 중간층(5)은, 여기서는 예컨대 플라스틱으로 이루어져 종방향(X)으로 서로 이격되어 있는 섹션들(5c)로 구성된다. 이 섹션들 사이의 영역들 내에서는, 하부 층(4)과 상부 층(6) 사이에 여기서는 기능 구조부들(2)에 의해 완전하게 충전되는 공동부들(10)이 제공된다.
주지할 점은, 여기서는 도 4 내지 도 5의 실시예들에서, 복수의 기능 구조부(2)가 종방향(X)으로 서로 이격되어 층 구조부(3) 내에 매립되어 있다는 점이다. 그러나 단일의 연속적인 기능 구조부를 종방향으로 제공하고, 이런 경우 상응하는 함몰부들(7, 8 및/또는 9)은 각각의 층들(4, 5 및/또는 6) 내에 마찬가지로 종방향(X)으로 연속해서 제공되지만, 그러나 횡방향(Z)으로는 (각각의 층의 재료에 의해) 필연적으로 범위 한정되게 하는 점 역시도 생각해볼 수 있다. 다시 말해, 후자(종방향으로 연속적인 함몰부 및 연속적인 기능 층)의 경우에, 함몰부 및 기능 층은 각각 층 구조부(3)의 개별 층들(4, 5 및 6), 또는 두 층으로 이루어진 조합 층보다 더 작은 폭을 보유한다. 미도시한 사항으로, 마찬가지로, 이미 사전 성형되거나 프로파일링되어 예컨대 모자 형태의 프로파일(개방된 프로파일)을 포함할 수 있는 금속 기판에 있어서, 기능 구조부가 개방된 프로파일을 실질적으로 완전하게 채울 수 있으며, 횡방향에서뿐만 아니라 수직 방향에서도 경계부는 모자 형태의 프로파일의 돌출 영역들을 통해 제공되는 것인, 상기 금속 기판을 하부 층으로서 제공하는 점도 생각해볼 수 있다. 그에 따라, 돌출 영역들의 단부들과 동일 평면에서 종결되는 상부 층은 기능 층을 완전하게 덮을 수 있다.
하기에는, 도 6 내지 도 12에 따라서, 본 발명에 따른 제조 방법의 개별 방법 단계들이 예시로서 기재된다.
도 6에서는, 예컨대 우선 아연 도금된 평강이 하부 층(4)으로서 생산 방향 또는 종방향(X)으로 이송된다. 도 7에 따라서, 차후의 층 구조부(3)의 이미 기재한 중간층(5)의 일부분을 형성하는 프라이머(11)가 전면에 걸쳐 도포된다. 그 다음, 도 8에 따라서, 가장자리 영역들에서 프라이머 상에는 마찬가지로 중간층(5)의 일부분을 형성하는 스트립 바니시(12)가 도포된다. 도 9에 따라서는, 프라이머(11)가 구비된 평강(4)이 스트립 바니시들(12) 사이의 영역에서 변형되거나 프로파일링되며, 그럼으로써 함몰부(13)가 스트립 바니시들(12) 사이에서 형성된다. 또한, 변형 또는 프로파일링을 통해, 하부 층(4) 및 프라이머 층(11)의 중앙 섹션과 가장자리 섹션들 사이에 부정합(misalignment)이 발생한다. 그 다음, 도 10에 따라서는, 함몰부(13) 내에서 프라이머(11) 상에는 마찬가지로 차후의 층 구조부(3)의 중간층(5)의 일부분을 형성하는 접착제(14)가 도포된다. 그 다음, 도 11에 따라서, 접착제 상에 기능 구조부(2)가 적층되며, 기능 구조부(2)의 상측 표면, 그리고 함몰부(13) 외부에 위치하는 층 구조부의 영역들, 여기서는 다시 말해 스트립 바니시들(12)의 상측 표면은 공통 평면(E) 내에 위치한다. 도 12에 따라서, 마지막으로, 여전히 본 실시예의 경우 이제 완전한 층 구조부(3)의 상부 층(6)을 형성하는 보호 필름(16)이 배리어 필름의 형태로 적층된다.
하기에는, 본 발명에 따른 제조 방법의 대안의 방법 단계들이 도 13 내지 도 18에 따라서 기재된다.
도 13에 따라서, 예컨대 우선 아연 도금된 평강이 청소되고 프라이머 층(11)이 구비되어 제공된다. 그 다음, 도 14에 따라서, 하부 층(4)의 영역이 압축되고, 그럼으로써 함몰부(13)가 형성된다. 도 15에 따라서, 함몰된 영역(13) 내로는 이미 하면에 감압 테이프(감압 접착제)를 구비한 기능 구조부(2)가 삽입된다. 도 16에는, 삽입된 기능 층이 이미 기능 영역(2)보다 더 돌출된 편편한 전기 접촉부들(15)을 포함하고 이런 경우에 접촉부들(15)의 영역은 앞서 압축 공정을 통해 제조된 함몰부(13)에 의해 함께 에워싸인 것인, 도 15의 변형예가 도시되어 있다. 그 다음, 도 17에 따라서, 전기 도체들(전기 공급 라인 또는 방전 라인)이 장착될 수 있으며, 여기서는 평면 케이블(15)이 원통형 케이블(17)로 전이된다. 마지막으로, 도 18에 도시된 것처럼, 선택적으로 자기 접착성(self-adhesive) 보호 필름(16)이 적층될 수 있으며, 이 보호 필름은 그 다음 기능 구조부(2)를 덮으면서 가장자리 영역에서는 프라이머 층(11) 및 접촉부들(15)의 일부분을 덮는다.
매립형 기능 구조부들을 포함한 본 발명에 따른 강 복합 재료의 예시의 적용 분야들은 하기와 같다.
- 광 발전: 유기 광 발전(OPV), 하이브리드 OPV(HOPV), 고체 염료 감응 태양전지(ss-DSC), 페로브스카이트(Perovskite) 기반 태양전지, 박막 실리콘(a-Si), CIGS/CIS/CZTS 태양전지, CdTe 태양전지,
- 유기 발광다이오드(OLED),
- 가요성 매트릭스(예: 실리콘) 내에 스트립 도체들을 포함한 매립형 LED,
- 발광 전기화학 전지(LEC),
- 인광 필름,
- 박막 디스플레이(예: AMOLED),
- 표면 센서[압력 센서, 터치 감응 센서(용량성) 등],
- (프린티드) 플랫 배터리(TFB = 박막 배터리).
적용예들로서 언급되는 경우는 하기와 같다.
- 건물 일체형 광 발전(BIPV); "에너지 하베스터" 온/오프 그리드,
- 표면 조명(LED/OLED/LEC, 방향 설정 가이드, 비상 조명등),
- 시각 정보(TFT, LCD, AMOLED-디스플레이),
- 압력을 통해 사람을 기록하는 바닥 센서 매트,
- 터치패드, 터치 디스플레이,
- 통합형 에너지 저장장치.

Claims (16)

  1. 매립형 기능 구조부(2)를 포함한 금속 복합 재료(1)를 제조하기 위한 방법으로서, 수직 방향(Y)으로 서로 겹쳐 적층되는 복수의 층(4, 5, 6)으로 이루어진 층 구조부(3)가 제조되어 압축되며, 층 구조부(3)는,
    - 금속 기판으로 이루어진 하부 층(4)을 제공하는 단계;
    - 수직 방향(Y)으로 하부 층(4) 위에서 적어도 일부 섹션에, 하부 층(4)과 접촉하는 중간층(5)을 배열하는 단계; 및
    - 층 구조부(3)의 섹션(3a) 내에 각각 하나 또는 복수의 기능 구조부(2)를 배열하는 단계;
    를 통해 제조되는, 금속 복합 재료의 제조 방법에 있어서,
    압축 공정 전에, 층 구조부(3)는, 기능 구조부(2)를 포함하는 각각의 섹션(3a)에서, 적어도 기능 구조부를 포함하는 섹션의 부분 섹션에서 또는 적어도 기능 구조부를 포함하는 섹션의 전체 종방향 및/또는 횡방향 연장부에 걸쳐서 나머지 층 구조부(3)에서와 동일한 두께를 보유하는 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 층 구조부(3)를 제조하기 위해,
    - 수직 방향(Y)으로 하부 층(4) 위에서 그리고 특히 기능 구조부들(2) 중 하나 이상의 기능 구조부 위에서 적어도 일부 섹션에 상부 층(6)을 배열하는 단계가
    추가로 실행되는 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중간층(5)은 횡단면 축소부를 통해 형성되는 함몰부(7)를 구비한 섹션들(5a)을 포함하고, 함몰부(7) 내로는 각각의 기능 구조부(2)가 삽입되며, 특히 하부 층(4) 및/또는 상부 층(6)의 층 두께는 일정한 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상부 층(6)은 횡단면 축소부를 통해 형성되는 함몰부(8)를 구비한 섹션들(6a)을 포함하고, 함몰부(8) 내로는 각각의 기능 구조부(2)가 삽입되며, 특히 하부 층(4) 및/또는 중간층(5)의 층 두께는 일정한 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하부 층(4)은 횡단면 축소부를 통해 형성되는 함몰부(9)를 구비한 섹션들(4a)을 포함하고, 함몰부(9) 내로는 각각의 기능 구조부(2) 및 중간층(5)의 섹션(5b)이 삽입되며, 특히 상부 층(6)의 층 두께는 일정한 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 중간층(5)은 제1 중간층 재료로 이루어진 제1 섹션들(5a)과, 제1 중간층 재료와는 다른 제2 중간층 재료로 이루어져 제1 섹션들에 대해 종방향(X) 및/또는 횡방향(Z)으로 인접하는 제2 섹션들(5c)을 포함하고, 그리고/또는 상부 층(6)은 제1 상부 층 재료로 이루어진 제1 섹션들(6a)과, 제1 상부 층 재료와는 다른 제2 상부 층 재료로 이루어져 제1 섹션들에 대해 종방향(X) 및/또는 횡방향(Z)으로 인접하는 제2 섹션들(6b)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 중간층(5) 및 상부 층(6)의 제1 섹션들(5a, 6a)은 수직 방향(Y)으로 서로 겹쳐 놓이며, 특히 서로 일직선으로 정렬되며, 수직 방향(Y)으로 중간층(5)의 제1 섹션(5a)과 상부 층(6)의 제1 섹션(6a) 사이에는 각각 하나의 기능 구조부(2)가 배열되는 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  8. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 중간층(5)은 제1 중간층 재료로 이루어진 섹션들(5c)을 포함하고, 섹션들에 대해 종방향(X) 및/또는 횡방향(Y)으로 인접하는 방식으로 공동부들(10)이 상부 층(6)과 하부 층(4) 사이에 제공되며, 공동부들 내에는 각각 하나의 기능 구조부(2)가 배열되는 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상부 층(6)의 재료는 연속적으로 또는 일부 섹션에서, 특히 제1 상부 층 재료로 이루어진 제1 섹션들(6a)에서, 투명한 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상부 층(6)의 재료는 연속적으로 또는 일부 섹션에서, 특히 제1 상부 층 재료로 이루어진 제1 섹션들(6a)에서, 하나 이상의 필름, 특히 하나 이상의 플라스틱 필름으로 구성되고, 그리고/또는 연속적으로 또는 일부 섹션에서, 특히 제2 상부 층 재료로 이루어진 제2 섹션들(6b)에서, 금속으로, 특히 강으로, 바람직하게는 평강으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 중간층(5)의 재료는 연속적으로 또는 일부 섹션에서, 특히 제1 중간층 재료로 이루어진 섹션들(5a, 5c)에서, 그리고/또는 제2 중간층 재료로 이루어진 섹션들(5c)에서, 플라스틱, 특히 가요성 플라스틱으로, 바람직하게는 하나 이상의 플라스틱 필름으로, 또는 금속으로, 특히 강으로, 바람직하게는 평강으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 하부 층(4)은, 특히 프라이머(11) 및 경우에 따른 스트립 바니시(12)를 도포한 후에, 일부 섹션에서 변형되거나 프로파일링되며, 그럼으로써 하나 이상의 함몰된 섹션(13)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 매립형 기능 구조부를 포함한 금속 복합 재료의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 각각의 함몰된 섹션들(13) 내로는, 특히 각각의 함몰된 섹션(13) 내에 접착제(14)를 도포한 후에, 기능 구조부(2)가 특히 적층을 통해 삽입되며, 기능 구조부의 상측 표면은 특히 함몰된 섹션(13) 외부의 상측 표면과 공통 평면(E) 내에 위치하는 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 기능 구조부(2)는 각각의 함몰된 섹션(13) 내로 삽입되기 전에 또는 후에 전기 접점들(15)을 구비하게 되는 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 함몰된 섹션(13) 외부의 층 구조부(3) 및/또는 기능 구조부(2) 상에 보호층(16)이 적층되는 것을 특징으로 하는, 금속 복합 재료의 제조 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따르는 방법을 통해 제조되는 매립형 기능 구조부(2)를 포함한 금속 복합 재료(1).
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